上海交通大学学报 ›› 2021, Vol. 55 ›› Issue (12): 1608-1618.doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2021.321
所属专题: 《上海交通大学学报》2021年“电气工程”专题; 《上海交通大学学报》2021年12期专题汇总专辑
蔡晖1(), 高伯阳2, 祁万春1, 吴熙2, 谢珍建1, 黄俊辉1
收稿日期:
2021-07-28
出版日期:
2021-12-28
发布日期:
2021-12-30
作者简介:
蔡 晖(1984-),男,江苏省盐城市人,高级工程师,主要研究方向为电力系统规划技术.电话(Tel.):15722923765;E-mail: 基金资助:
CAI Hui1(), GAO Boyang2, QI Wanchun1, WU Xi2, XIE Zhenjian1, HUANG Junhui1
Received:
2021-07-28
Online:
2021-12-28
Published:
2021-12-30
摘要:
“碳达峰、碳中和”目标对考虑安全性和稳定性的电力系统低碳运行提出了更高要求,新能源的大规模接入容易引发电网潮流分布不均与机电振荡等问题.作为第3代柔性交流输电系统(FACTS)的代表性设备,线间潮流控制器(IPFC)具有强大的潮流调控、振荡阻尼和暂态稳定控制能力,但在不同工况下关注的主要目标不同,且目标间存在着矛盾关系.首先,基于改进相对增益矩阵(MRGA)理论, 线性化含IPFC的系统状态方程,量化分析目标间的相互作用,选择附加控制器的叠加位置,削弱稳态调控与动态控制间的交互影响.其次,针对暂态过程,结合模糊逻辑理论设计了IPFC多目标协调控制器.最后,通过粒子群算法优化了控制器参数,在提高暂态稳定和小干扰稳定的同时,减少暂态过程中的潮流超调,增强了IPFC在不同系统运行工况下的协调控制能力,有利于解决“双碳”背景下电力系统负荷大、惯性低、波动随机所带来的能源传输消纳与安全稳定控制等难题.
中图分类号:
蔡晖, 高伯阳, 祁万春, 吴熙, 谢珍建, 黄俊辉. “双碳”背景下线间潮流控制器多目标协调控制策略[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(12): 1608-1618.
CAI Hui, GAO Boyang, QI Wanchun, WU Xi, XIE Zhenjian, HUANG Junhui. A Coordination Control Strategy of Interline Power Flow Controller in Carbon Peaking and Carbon Neutrality[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2021, 55(12): 1608-1618.
[1] | 舒印彪, 张智刚, 郭剑波, 等. 新能源消纳关键因素分析及解决措施研究[J]. 中国电机工程学报, 2017, 37(1):1-9. |
SHU Yinbiao, ZHANG Zhigang, GUO Jianbo, et al. Study on key factors and solution of renewable energy accommodation[J]. Proceedings of the CSEE, 2017, 37(1):1-9. | |
[2] | 李国庆, 宋莉, 李筱婧. 计及FACTS装置的可用输电能力计算[J]. 中国电机工程学报, 2009, 29(19):36-42. |
LI Guoqing, SONG Li, LI Xiaojing. Available transfer capability calculation considering FACTS controllers[J]. Proceedings of the CSEE, 2009, 29(19):36-42. | |
[3] | 谢小荣, 姜齐荣. 柔性交流输电系统的原理与应用[M]. 北京: 清华大学出版社, 2014. |
XIE Xiaorong, JIANG Qirong. Flexible AC transmission systems: Principles and applications[M]. Beijing: Tsinghua University Press, 2014. | |
[4] |
NIKOOBAKHT A, AGHAEI J, PARVANIA M, et al. Contribution of FACTS devices in power systems security using MILP-based OPF[J]. IET Generation, Transmission & Distribution, 2018, 12(15):3744-3755.
doi: 10.1049/gtd2.v12.15 URL |
[5] | 吴熙, 殷天然, 祁万春, 等. 考虑新型拓扑结构的统一潮流控制器五端功率注入模型[J]. 电力系统自动化, 2018, 42(19):155-162. |
WU Xi, YIN Tianran, QI Wanchun, et al. Five-terminal power injection model of UPFC considering novel topology structure[J]. Automation of Electric Power Systems, 2018, 42(19):155-162. | |
[6] |
BHOWMICK S, DAS B, KUMAR N. An indirect UPFC model to enhance reusability of Newton power-flow codes[J]. IEEE Transactions on Power Delivery, 2008, 23(4):2079-2088.
doi: 10.1109/TPWRD.2008.923105 URL |
[7] |
LAKA A, BARRENA J A, CHIVITE-ZABALZA J, et al. Analysis and improved operation of a PEBB-based voltage-source converter for FACTS applications[J]. IEEE Transactions on Power Delivery, 2013, 28(3):1330-1338.
doi: 10.1109/TPWRD.2013.2253807 URL |
[8] | NITHYA G, JANANISRI D, SOWJANYA M. Performance assessment of IPFC in power transmission systems[C]// 2014 IEEE National Conference on Emerging Trends In New & Renewable Energy Sources and Energy Management (NCET NRES EM). Piscataway, NJ, USA: IEEE, 2014: 83-86. |
[9] |
GYUGYI L, SEN K K, SCHAUDER C D. The interline power flow controller concept: A new approach to power flow management in transmission systems[J]. IEEE Transactions on Power Delivery, 1999, 14(3):1115-1123.
doi: 10.1109/61.772382 URL |
[10] |
ZHANG Y, ZHANG Y, CHEN C. A novel power injection model of IPFC for power flow analysis inclusive of practical constraints[J]. IEEE Transactions on Power Systems, 2006, 21(4):1550-1556.
doi: 10.1109/TPWRS.59 URL |
[11] |
ZARGHAMI M, CROW M L. The existence of multiple equilibria in the UPFC power injection model[J]. IEEE Transactions on Power Systems, 2007, 22(4):2280-2282.
doi: 10.1109/TPWRS.2007.907588 URL |
[12] | 祁万春, 高伯阳, 孙文涛, 等. 基于PSASP的IPFC功率注入模型研究[J]. 电力电容器与无功补偿, 2019, 40(6):152-158. |
QI Wanchun, GAO Boyang, SUN Wentao, et al. Study on IPFC power injection model based on PSASP[J]. Power Capacitor & Reactive Power Compensation, 2019, 40(6):152-158. | |
[13] | 高伯阳, 吴熙, 王亮, 等. 线间潮流控制器技术现状分析及展望[J]. 浙江电力, 2019, 38(2):7-14. |
GAO Boyang, WU Xi, WANG Liang, et al. Technical status and prospect of interline power flow controller[J]. Zhejiang Electric Power, 2019, 38(2):7-14. | |
[14] | FARDANESH B, SCHUFF A. Dynamic studies of the NYS transmission system with the Marcy CSC in the UPFC and IPFC configurations[C]// 2003 IEEE PES Transmission and Distribution Conference and Exposition. Piscataway, NJ, USA: IEEE, 2003: 1126-1130. |
[15] |
AZBE V, MIHALIC R. The control strategy for an IPFC based on the energy function[J]. IEEE Transactions on Power Systems, 2008, 23(4):1662-1669.
doi: 10.1109/TPWRS.2008.2004726 URL |
[16] | 张曼, 张春朋, 姜齐荣, 等. 统一潮流控制器多目标协调控制策略研究[J]. 电网技术, 2014, 38(4):1008-1013. |
ZHANG Man, ZHANG Chunpeng, JIANG Qirong, et al. Study on multi-objective coordinated control strategy of unified power flow controller[J]. Power System Technology, 2014, 38(4):1008-1013. | |
[17] | 张鹏翔, 曹一家, 王海风, 等. 相对增益矩阵方法在柔性交流输电系统多变量控制器交互影响分析中的应用[J]. 中国电机工程学报, 2004, 24(7):13-17. |
ZHANG Pengxiang, CAO Yijia, WANG Haifeng, et al. Application of relative gain array method to analyze interaction of multi-fuctional facts controllers[J]. Proceedings of the CSEE, 2004, 24(7):13-17. | |
[18] | 江全元, 邹振宇, 吴昊, 等. 基于相对增益矩阵原理的柔性交流输电系统控制器交互影响分析[J]. 中国电机工程学报, 2005, 25(11):23-28. |
JIANG Quanyuan, ZOU Zhenyu, WU Hao, et al. Interaction analysis of facts controllers based on rga principle[J]. Proceedings of the CSEE, 2005, 25(11):23-28. | |
[19] | PARIMI A M, ELAMVAZUTHI I, SAAD N. Damping of inter area oscillations using interline power flow controller based damping controllers[C]// 2008 IEEE 2nd International Power and Energy Conference. Piscataway, NJ, USA: IEEE, 2008: 67-72. |
[20] | 黄振宇, 刁勤华, 孙岩, 等. UPFC的模糊调制控制研究[J]. 电力系统自动化, 2000, 24(2):36-41. |
HUANG Zhenyu, DIAO Qinhua, SUN Yan, et al. Study on fuzzy modulation control of UPFC[J]. Automation of Electric Power System, 2000, 24(2):36-41. | |
[21] | 冯增喜, 任庆昌, 彭彦平, 等. 基于单纯形法的MFAC参数寻优[J]. 控制工程, 2016, 23(3):405-410. |
FENG Zengxi, REN Qingchang, PENG Yanping, et al. Optimizing the parameters of MFAC based on the simplex method[J]. Control Engineering of China, 2016, 23(3):405-410. |
[1] | 王瑞昌, 陈志华, 明新国. 基于改进模糊逻辑控制的并联式船舶动力系统能量管理[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(10): 1188-1196. |
[2] | 丘文桢, 宋兴宇, 张新曙. 基于代理模型的三立柱半潜平台多目标优化[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(1): 11-20. |
[3] | 黄健,严胜刚. 未知声速下长基线系统定位修正算法[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2019, 53(3): 366-372. |
[4] | 王庆, 刘钊, 黄平华, 朱平. 白车身激光焊接过程的变形预测及几何补偿方法[J]. 上海交通大学学报, 2019, 53(1): 62-68. |
[5] | 陈小玲,茅旭初. 基于粒子群算法和平方根平淡卡尔曼滤波的北斗导航系统定位估计算法[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2017, 51(5): 592-. |
[6] | 霍星星,葛彤,王旭阳. 基于模糊补偿的深海作业级远程操控潜水器#br# 自适应位姿控制[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2017, 51(4): 403-. |
[7] | 张洁1,潘聪1,孙寅斌1,吴立辉2,秦威1. 基于改进匈牙利算法和模糊逻辑控制的Interbay物料运输系统调度方法[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2016, 50(05): 647-653. |
[8] | 牛礼民,叶李军,阮晓东. 混合动力汽车多能源动力总成的智能体控制技术[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2015, 49(08): 1108-1113. |
[9] | 刘园1,张在房1,姚迪2,褚学宁3. 基于多目标离散粒子群的产品服务系统方案配置规则提取[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2015, 49(08): 1123-1130. |
[10] | 许烁1, 罗哲2, 喻凡2. 气垫车并行双环控制系统设计[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2012, 46(08): 1284-1290. |
[11] | 王超1, 2, 熊鹰2, 何苗1, 黄胜1. 粒子群算法在大侧斜螺旋桨侧斜分布优化中的应用[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2012, 46(03): 398-403. |
[12] | 曲昭伟1, 路婷1, 王殿海1, 2, 郭伟伟1, 孙迪1. 协调交叉口间人行横道信号优化方法[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2011, 45(05): 682-686. |
[13] | 陈碧仙, 金荣洪, 耿军平, 梁仙灵. 均匀邻接子阵的栅瓣抑制[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2011, 45(03): 340-0344. |
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