[发明专利]一种UPFC阻尼控制的定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及控制技术领域，尤其是一种UPFC阻尼控制的定位方法。

背景技术

统一潮流控制器(UPFC)是迄今为止功能最为强大的FACTS装置，其主要由一台激 励变压器(ExcitationTransformer，ET)、一台增压变压器(BoostingTransformer，BT)、2 个三相电压源逆变器(VoltageSourceConverter，VSC)和一个直流连接电容器组成，其结 构如图1所示。m_E,m_B和δ_E,δ_B分别为并联电压源逆变器和串联电压源逆变器的幅值调值比率 和相位角，作为UPFC的控制信号输入，通过一定的控制策略分别完成潮流控制、电压调节等 不同功能。UPFC每个控制回路都可装设附加阻尼控制器来抑制弱阻尼模态，这一特性为选 择附加阻尼控制器回路提供了极大的灵活性，但同时阻尼信号也会极大影响稳定控制的效 果。因此，稳定控制器理想阻尼信号的选择，是一个十分值得研究的问题。

现有技术中，对于选择和分析UPFC稳定控制器反馈信号通常使用的是源于现代控 制理论的分析方法(MA：modelanalysis)，因为它适合于大型系统计算和分析，编程简单， 且利于软件的开发。其中用于分析UPFC阻尼控制定位对系统小干扰下振荡稳定性的影响主 要是通过计算模态可控性指标、可观性指标和它们的乘积(残差)进行的。然后由残差R_i计 算的模态分析给出的只是UPFC稳定控制器与指定机电振荡模态的数学关系，它实际上是一 种黑箱方法。这种模态分析不能表达指标的来源、分配和传递的物理过程，即不能清晰地表 示电力系统的物理过程，所以这种模态分析对于分析探索UPFC阻尼控制信号的选择，常常 较为困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种UPFC阻尼控制的定位方法，依据全系 统线性化模型，应用分解阻尼转矩分析法(DTA)进行UPFC稳定控制器的定位，使得DTA计算 的结果与控制器向电力系统中发电机提供的阻尼转矩和发电机对指定机电振荡模态的参 与性(灵敏度)联系起来，物理意义更清晰。

为解决上述技术问题，本发明提供一种UPFC阻尼控制的定位方法，包括如下步 骤：

(1)收集数据；收集发电机内部电抗数据、励磁系统数据，通过收据采集和监控系 统SCADA系统、能量管理系统EMS获得电力系统稳态数据和静态数据；

(2)计算包含UPFC的开环系统线性化矩阵；

式中，Δm_E,Δδ_E,Δm_B,Δδ_B为线性化后的UPFC输入控制信号，δ为发电机功角状态 变量向量，ω为发电机转速状态变量向量，E_q为励磁电流空载电动势，E_fd为发电机励磁电 压，V_DC为UPFC直流电容电压；Δ为线性化算子，变量加点为微分算子；M为发电机惯性常数对 角矩阵，K_A与T_A分别是自动电压调节器的增益和时间常数，T′_d0为励磁绕组时间常数；K₁～K₉与K_pd、K_qd、K_vd、K_pe、K_pde、K_pb、K_pdb、K_ve、K_vde、K_vde、K_qb、K_qdb、K_vb、K_vdb为线性化系数；

将(1)式中的有关系数写成如下向量

将(1)用分块矩阵表示，则进一步写为：