含大规模光伏接入的区域互联系统低频振荡分析及阻尼控制研究

来源 :南京理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jiaojiao2008zwj
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作为静止发电单元,大规模光伏接入会对系统阻尼特性造成影响,特别是大型区域互联电网联络线极易因缺乏阻尼而发生低频振荡,因此本文以光伏接入区域互联系统为研究对象,详细分析大规模光伏接入对系统低频振荡特性的影响,并研究了光伏直接参与抑制低频振荡的无功阻尼控制策略,主要研究内容如下:1)基于光伏电站以及同步发电机组的动态特性,建立了单级式光伏电站以及同步发电机组的数学模型,基于此,采用线性化分析方法,详细推导了光伏接入前与接入后的多机系统线性化模型,并初步分析了光伏接入对系统机电振荡的影响。2)以四机两区域系统以及8机36节点系统为算例,采用模式分析法以及TLS-ESPRIT法,针对光伏替换同步机组和光伏直接接入电网这两种研究策略,详细分析了光伏并网对区域互联系统局部振荡以及区间振荡的影响,结果表明,在不同研究策略下,光伏并网会对系统阻尼特性产生不同程度的影响,其影响与光伏并网点、并网容量等因素也有关。3)针对光伏并网系统的弱阻尼区间模式,研究了光伏参与抑制系统低频振荡的无功阻尼控制策略。首先基于伪随机信号以及MATLAB的ident工具箱完成了系统降阶开环传递函数的辨识;然后综合考虑待选信号的可观性和鲁棒性,基于留数指标以及留数比指标选择控制器广域输入信号;接着借鉴传统PSS的结构,并提出了一种基于人工鱼群算法的光伏附加阻尼控制器优化设计方法,该方法将考虑多种运行状态的控制器参数整定问题转换成基于光伏并网系统机电振荡特征值的目标函数寻优问题,确保了控制器的鲁棒性;最后基于四机系统的仿真结果表明:在不同扰动或者运行状态下,本文所设计的光伏阻尼控制器均能快速平息振荡,且与基于单个运行状态设计的控制器相比,具有更好的控制性能与鲁棒性。
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