CN102496944A - 基于广域信息的电力系统分布式阻尼控制系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于广域信息的电力系统分布式阻尼控制系统,通过离线配置的多个同步相量测量单元采集电网广域同步相量数据;通过广域数据集中单元按GPS时标对齐各同步相量测量单元数据,下发给离线配置的多个阻尼控制单元;各阻尼控制单元对所接收数据进行振荡检测,若包含需要本阻尼控制单元抑制的区域间振荡模式成分,则计算控制输出并发送至所连接的执行单元;执行单元将阻尼控制单元输出转化为所连接的发电机励磁系统的输入类型,并叠加到发电机励磁系统的输入,通过发电机励磁系统的调节作用抑制功率振荡。另外,本发明还提供了一种使用所述分布式阻尼控制系统的方法。本发明的电力系统分布式阻尼控制系统及其方法,能有效抑制电网区域间低频振荡。
Description
技术领域
本发明属于电力系统控制领域,更具体的说,是涉及一种基于广域信息的电力系统分布式阻尼控制系统及其方法。
背景技术
随着现代电力系统互联规模的不断扩大、以及大型机组快速励磁系统的广泛应用,电力系统的低频振荡问题日益突出,尤其是区域间的低频振荡,对互联电网的安全运行构成了严重威胁。迄今,在发电机励磁系统上安装电力系统稳定器(Power SystemStabilizer,简称PSS)仍然是抑制低频振荡的一种最经济有效的方法。但是,传统的PSS所采用的输入信号通常是本机组的就地信号(如转子转速、电磁功率等),这些信号不能很好地反映区域间的振荡模式,对区域间振荡模式的可观性不好,从而导致传统PSS抑制区域间的低频振荡模式的效果不如抑制本地低频振荡模式的效果明显。因此,在PSS中通过引入广域信号对于抑制区域间的低频振荡是非常必要的。
近年来,同步相量测量技术取得了迅速发展,它可以高精度同步采集广域电网的实时运行参数,提供电网全局的动态信息,从而为设计反馈电力系统区域间振荡信号的PSS提供了可能。
考虑到实际电网运行时可能存在多个主要的区域间低频振荡模式,使用就地信号作为输入的传统PSS还会出现多个PSS之间参数难以协调的困难,因此有必要针对不同区域间低频振荡模式在不同的控制地点选择安装相应的阻尼控制设备,也就是采取相对独立的分布式控制结构。
发明内容
针对传统PSS使用本地信号存在的不足以及抑制多个区域间低频振荡模式存在协调困难的问题,本发明提出了一种基于广域信息的电力系统分布式阻尼控制系统,能有效抑制电力系统区域间大范围的功率振荡现象,提高电力系统稳定性,另外,本发明还提供了该控制系统所采用的方法。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种基于广域信息的电力系统分布式阻尼控制系统,其特征在于:
所述分布式阻尼控制系统包括离线配置的多个同步相量测量单元、广域数据集中单元、离线配置的多个阻尼控制单元以及与各阻尼控制单元分别对应连接的执行单元;
所述多个同步相量测量单元、广域数据集中单元、所述多个阻尼控制单元以及相对应的多个执行单元一次通过通信通道连接;
所述多个同步相量测量单元用于采集交流变电站或者直流换流站的同步相量数据;
所述广域数据集中单元接收来自各同步相量测量单元的数据,按GPS时标对齐后,得到同一时间断面下反映电网广域范围的实时动态信息,将所述实时动态信息集中下发给各阻尼控制单元;
所述多个阻尼控制单元接收来自广域数据集中单元的所述实时动态信息,判断所述实时动态信息中是否包含需要本阻尼控制单元进行抑制的区域间低频振荡模式成分,且判断电网运行状态、所述同步相量测量单元、广域数据集中单元以及阻尼控制单元三者之间的通信通道及所述同步相量测量单元、广域数据集中单元以及阻尼控制单元硬件状态是否正常,当所述实时动态信息中包含需要本阻尼控制单元进行抑制的区域间低频振荡模式成分、且电网运行状态正常、所述通信通道和硬件状态正常时,计算附加励磁电流数字量信号,并发送至所连接的执行单元;
所述执行单元在判断自身设备正常后,将所述阻尼控制单元计算得到的附加励磁电流数字量信号转化为本执行单元所连接的发电机励磁系统的附加励磁电流模拟量信号(如4~20mA模拟量电流信号),并叠加到发电机励磁系统的输入端,通过发电机励磁系统的调节作用抑制电网区域间功率振荡。同步相量测量单元与广域数据集中单元之间,及广域数据集中单元与阻尼控制单元之间均通过光纤通道实现数据传输。
另外,本发明还提供了一种使用上述所介绍的基于广域信息的电力系统分布式阻尼控制系统的控制方法,其包括以下步骤:
a、通过区域间振荡模式主模比分析方法确定各同步测量单元的安装地点,通过区域间振荡模式留数分析方法确定各阻尼控制单元的安装地点;
b、同步相量测量单元接收来自交流变电站或者直流换流站的同步相量数据,并传送给广域数据集中单元;
c、广域数据集中单元接收所述同步相量数据,按GPS时标对齐后,得到同一时间断面下的反映电网广域范围的实时动态信息,并下发给各阻尼控制单元;
d、各阻尼控制单元接收来自广域数据集中单元提供的所述实时动态信息,判断所述实时动态信息中是否包含需要本阻尼控制单元进行抑制的区域间低频振荡模式成分,且判断电网运行状态、所述同步相量测量单元、广域数据集中单元以及阻尼控制单元三者之间的通信通道及所述同步相量测量单元、广域数据集中单元以及阻尼控制单元硬件状态是否正常,当所述实时动态信息包含需要本阻尼控制单元进行抑制的区域间低频振荡模式成分、且电网运行状态正常、通信通道和硬件状态正常时,计算附加励磁电流数字量信号,并发送至所连接的执行单元,执行下一步骤e;若所述实时动态信息不包含需要本阻尼控制单元进行抑制的区域间低频振荡模式成分,或电网运行状态、通信通道及硬件状态出现异常时,返回上一步骤c;
e、执行单元接收来自阻尼控制单元的控制命令,检测自身硬件状态是否异常,当自身硬件状态异常时,控制系统返回执行步骤c;当自身硬件状态正常时,将阻尼控制单元计算得到的附加励磁电流数字量信号转化为所连接的发电机励磁系统的附加励磁电流模拟量信号(如4~20mA模拟量电流信号),并叠加到发电机励磁系统的输入端,通过发电机励磁系统的调节作用抑制电网区域间功率振荡,完成整个闭环控制过程。
在步骤d中,各阻尼控制单元根据广域数据集中单元下发的广域信息,判断所述广域信息中是否包含需要本阻尼控制单元进行抑制的区域间低频振荡模式成分。若包含需要本阻尼控制单元进行抑制的区域间低频振荡模式成分,则结合传递函数,以区域间低频振荡信号作为输入,计算控制输出。
在步骤d中,阻尼控制单元判断电网运行状态、所述同步相量测量单元、广域数据集中单元以及阻尼控制单元三者之间的通信通道及所述同步相量测量单元、广域数据集中单元以及阻尼控制单元硬件状态是否正常;当所述广域信息中是否包含需要本阻尼控制单元进行抑制的区域间低频振荡模式成分时,且电网运行状态正常、通信通道正常及硬件状态正常时,执行下一步骤e;若不包含需要本阻尼控制单元进行抑制的区域间低频振荡模式成分,或电网运行状态、通信通道及硬件状态出现异常时,返回上一步骤c。
在步骤e中,执行单元接收来自阻尼控制单元的控制命令,检测自身硬件状态是否异常,当自身硬件状态异常时,控制系统返回执行步骤c;当自身硬件状态正常时,将阻尼控制单元的输出转化为所连接的发电机励磁系统的输入类型,并叠加到发电机励磁系统的输入,通过发电机励磁系统的调节作用抑制电网区域间功率振荡,完成整个闭环控制过程。
在步骤b中所采集到的同步相量测量数据,附有GPS时标,用于数据对齐,同时用于确定数据传输、集中以及分析计算过程中的延时。
本发明的基于广域信息的电力系统分布式阻尼控制系统及其方法,其利用各同步相量测量单元、广域数据集中单元、各阻尼控制单元及其所连接的执行单元,通过执行单元与各发电机励磁系统相连接,与电力系统共同构成一个闭环控制系统,将大范围地采集电网各区域间的同步相量数据,各阻尼控制单元通过在线辨识,根据检测出的区域间低频振荡模式成分,判断是否处于离线确定的待抑制区域间低频振荡模式频率区间内,若是则计算控制输出并发送至对应执行单元,执行单元将阻尼控制单元的输出转化为所连接的发电机励磁系统的输入类型,并叠加到发电机励磁系统的输入,通过发电机励磁系统的调节作用抑制电网区域间功率振荡。故,本发明的基于广域信息的电力系统分布式阻尼控制系统及其方法,能有效避免电网可能发生的区域间低频振荡失稳事故,从而能显著提升电力系统的稳定性,同时充分发挥同步相量测量技术在构建电力系统广域控制方面的作用。
附图说明
图1是本发明的基于广域信息的电力系统分布式阻尼控制系统的组成原理框图;
图2是本发明的基于广域信息的电力系统分布式阻尼控制系统所采用的控制方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示,为本发明的一种基于广域信息的电力系统分布式阻尼控制系统的组成原理框图,包括经由通信通道连接的各同步相量测量单元(1~n)、广域数据集中单元、各阻尼控制单元(1~m)以及对应执行单元(1~m)。
本实施例中,作为被控制对象的电网由3个主要区域互联组成,即:区域1、区域2和区域3。通过电力系统小干扰稳定计算程序计算该电网的主要特征值,从而确定该电网2个需要抑制的区域间低频振荡模式,即:区域1和区域2共同相对区域3振荡的区域间振荡模式1,以及区域1相对区域2的区域间振荡模式2。
本实施例中,将通过由区域1、区域2的主要节点频率信号与区域3的主要节点频率信号构成区域间频率差信号,用于作为抑制区域间振荡模式1的备选控制输入;通过由区域1的主要节点频率信号与区域2的主要节点频率信号构成区域间频率差信号,用于作为抑制区域间振荡模式2的备选控制输入。
通过区域间振荡模式主模比分析方法确定同步相量测量单元的安装地点。主模比指标是对信号中指定振荡模式相对强度大小的定量描述,是量化的信号对指定模式的观测度,反映了信号对特定振荡模式的可观性。基于对电网动态仿真中由故障产生的响应信号,根据Prony分析结果进行主模比的计算。
对某一个备选控制输入信号yi,对其进行Prony分析得到:
其中:l为振荡模式的总数,n为采样点总数,Δt为采样间隔,j为振荡模式序号,Aij为对应j模式的幅值,αij为对应j模式的阻尼比,fj为对应j模式的频率,θj为对应j模式的相位。
信号yi的模式k的主模比定义为:
通过对电网四个不同的三相短路故障进行时域仿真,得到各种故障下电网中不同区域主要节点的频率信号。利用Prony方法分析每种故障下,由区域1、区域2的主要节点频率信号与区域3的主要节点频率信号构成区域间频率差信号,所包含的主要振荡模式及其相应的幅值,根据式(2)分别计算对应于区域间模式1的主模比。对四种故障下的主模比计算平均值,并根据主模比平均值大小进行排序,得到反映区域间模式1的同步相量测量单元配置情况依次为:区域M1-A,区域M2-A,区域M3-A和M3-B。用同样方法得到反映区域间模式1的同步相量测量单元配置情况依次为:区域M1-B,区域M2-B。最终区域1配置了M1-A和M1-B,区域2配置了M2-A和M2-B,区域3配置了M3-A和M3-B,共6个同步相量测量单元,即n=6。
同步相量测量单元配置确定后,对应的节点频率差信号作为控制输入信号,以此为基础,进一步对阻尼控制单元地点使用留数指标进行选择。
系统的状态方程为
相应的传递函数为
对各状态变量解耦得
在不同的系统故障下,确定各备选控制点到上述给定控制输入信号的传递函数,计算其对应各振荡模式的留数,根据留数大小选择对各振荡模式可控性较好的控制点。
本实施例中根据对区域间振荡模式1的留数大小,确定区域1的C1-A作为抑制区域间振荡模式1的控制地点,即配备相应的阻尼控制单元。同样地,在区域2的C2-A配备相应的阻尼控制单元,以抑制区域间振荡模式2。因此,本实施例中m=2,且通过C1-A抑制区域间振荡模式1,C2-A抑制区域间振荡模式2,实现了减少不同振荡模式间相互间耦合的分布式控制,使得控制效果更为可靠。
各同步相量测量单元位于电网的多个关键交流变电站或者直流换流站,并采集同步相量数据,获得电网的动态信息,并通过2M专线形式的光纤通道将采集到的信息传输给广域数据集中单元。
广域数据集中单元接收来自各同步相量测量单元的数据,按GPS时标对齐后,得到同一时间断面下同一时间断面下反映电网广域范围的实时动态信息(以下简称电网广域信息),将广域信息集中下发给各阻尼控制单元。
各阻尼控制单元接收来自广域数据集中单元的广域信息,判断所述广域信息中是否包含需要本阻尼控制单元进行抑制的区域间低频振荡模式成分,且判断电网运行状态、所述同步相量测量单元、广域数据集中单元以及阻尼控制单元三者之间的通信通道及所述同步相量测量单元、广域数据集中单元以及阻尼控制单元硬件状态是否正常。当包含需要本阻尼控制单元进行抑制的区域间低频振荡模式成分、且电网运行状态正常、通信通道和硬件状态正常时,计算附加励磁电流数字量信号,并发送至所连接的执行单元。
执行单元判断自身设备正常后,将阻尼控制单元计算得到的附加励磁电流数字量信号转化为所连接的发电机励磁系统的附加励磁电流模拟量信号,并叠加到发电机励磁系统的输入,通过发电机励磁系统的调节作用抑制电网区域间功率振荡。
本实施例中发电机励磁系统的接口输入形式为4~20mA模拟量电流信号。
本实施例中各阻尼控制单元与对应执行单元就近部署,直接连接,减少了它们之间的通讯环节,提高了系统的响应速度。
本发明所述的控制系统除了实现抑制电网发生的区域间低频振荡现象这一基本功能外,还需要考虑到电网运行状态、通道及硬件状态是否正常,以保证控制系统自身的可靠运行。
当电网处于异常状况时,如果仍然执行基于广域信息的分布式阻尼控制系统,极有可能恶化此种异常状况。而当同步测量单元,或广域数据集中单元,或者阻尼控制单元,或者执行单元的自身硬件检测发现了异常,可能影响到控制系统的合理指令;当通信通道异常时,控制系统无法可靠传送指令或数据。
在以上的异常情况下,为了保证控制系统自身的可靠运行,控制系统将自动判别为不满足控制条件,控制系统将退出控制。
阻尼控制单元需要判断电网运行状态,判断各同步相量测量单元、广域数据集中单元以及各阻尼控制单元三者之间的通信通道是否正常,判断同步相量测量单元、广域数据集中单元与阻尼控制单元三者的硬件状态是否正常。
本实施例中,阻尼控制单元判断电网运行状态的方法是:若3个主要区域中,区域间节点相位差>150°或区域间节点频率差>0.2Hz,则判断为出现电网解列运行,控制系统将主动退出控制。这一做法的主要原因是系统设计时选择的量测点和控制点是基于电网完全互联的前提,当电网出现解列时离线分析选择结果的准确性不再被保证。
本实施例中,阻尼控制单元判断通信通道状态的方法是:若同步相量测量单元上行数据通信报文出错或接受不到报文,或广域数据集中单元下行数据通信报文出错或接受不到报文,则判断为通信通道异常,控制系统将退出控制,避免误动。
本实施例中,阻尼控制单元判断硬件状态的方法是:同步相量测量单元、广域数据集中单元和阻尼控制单元的硬件装置实时进行硬件状态自检,检查内存单元的分配情况是否出现异常,检查GPS是否出现异常等,若出现装置告警等异常情况,控制系统将退出控制,避免误动。
执行单元在将阻尼控制单元的输出转化为所连接的发电机励磁系统的输入类型之前,同样需要判断自身硬件状态是否正常。本实施例中,执行单元硬件状态判断方法通过自检是否出现异常实现。
本实施例中,同步相量测量单元与广域数据集中单元之间,及广域数据集中单元与阻尼控制单元之间均通过2M专线方式的光纤通道实现信号传输。
本发明所介绍的分布式阻尼控制系统,采用分布式控制结构,针对不同的区域间低频振荡模式,选择不同的控制地点,体现为各阻尼控制单元以及与之相连的执行单元位于需要各实施控制的发电厂内,同时执行单元与发电机励磁系统连接,其输出与发电机已有的电力系统稳定器输出叠加后进入发电机励磁系统,通过发电机励磁系统的调节作用抑制电网区域间功率振荡。
如图2所示,为本发明的基于广域信息的电力系统分布式阻尼控制系统所采用的控制方法流程图,其包括以下步骤:
a、通过区域间振荡模式主模比分析方法确定各同步测量单元的安装地点,通过区域间振荡模式留数分析方法确定各阻尼控制单元的安装地点;
b、同步相量测量单元接收来自交流变电站或者直流换流站的同步相量数据,并传送给广域数据集中单元;
c、广域数据集中单元接收所述同步相量数据,按GPS时标对齐后,得到同一时间断面下的电网广域信息,并下发给各阻尼控制单元;
d、各阻尼控制单元接收来自广域数据集中单元提供的电网广域信息,判断所述广域信息中是否包含需要本阻尼控制单元进行抑制的区域间低频振荡模式成分,且判断电网运行状态、所述同步相量测量单元、广域数据集中单元以及阻尼控制单元三者之间的通信通道及所述同步相量测量单元、广域数据集中单元以及阻尼控制单元硬件状态是否正常。当包含需要本阻尼控制单元进行抑制的区域间低频振荡模式成分、且电网运行状态正常、通信通道和硬件状态正常时计算附加励磁电流数字量信号,并发送至所连接的执行单元,执行下一步骤e;若不包含需要本阻尼控制单元进行抑制的区域间低频振荡模式成分,或电网运行状态、通信通道及硬件状态出现异常时,返回上一步骤c;
e、执行单元接收来自阻尼控制单元的控制命令,检测自身硬件状态是否异常,当自身硬件状态异常时,控制系统返回执行步骤c;当自身硬件状态正常时,将阻尼控制单元的输出转化为所连接的发电机励磁系统的输入类型,并叠加到发电机励磁系统的输入,通过发电机励磁系统的调节作用抑制电网区域间功率振荡,完成整个闭环控制过程。
在步骤d中,各阻尼控制单元主要计算分析内容包括:低频振荡在线检测、系统传递函数计算、控制输出计算三部分。本实施例中,低频振荡在线检测采用了改进的在线实时Prony算法,可快速检测出系统中的低频振荡,提取系统的主导振荡模式、振荡频率和阻尼等信息;系统传递函数的计算包含了滤波器、比例、限幅等环节的计算;控制输出计算则根据当前低频振荡频率计算附加励磁电流数字量信号,以达到最佳的抑制振荡的阻尼效果。
在步骤b中所采集到的同步相量测量数据,附有GPS时标,用于计算数据传输、数据以及分析计算过程中的延时,结合延时补偿技术,提高控制精度。
Claims (6)
1.一种基于广域信息的电力系统分布式阻尼控制系统,其特征在于:
所述分布式阻尼控制系统包括离线配置的多个同步相量测量单元、广域数据集中单元、离线配置的多个阻尼控制单元以及与各阻尼控制单元分别对应连接的执行单元;
所述多个同步相量测量单元、广域数据集中单元、所述多个阻尼控制单元以及相对应的多个执行单元一次通过通信通道连接;
所述多个同步相量测量单元用于采集交流变电站或者直流换流站的同步相量数据;
所述广域数据集中单元接收来自各同步相量测量单元的数据,按GPS时标对齐后,得到同一时间断面下反映电网广域范围的实时动态信息,将所述实时动态信息集中下发给各阻尼控制单元;
所述多个阻尼控制单元接收来自广域数据集中单元的所述实时动态信息,判断所述实时动态信息中是否包含需要本阻尼控制单元进行抑制的区域间低频振荡模式成分,且判断电网运行状态、所述同步相量测量单元、广域数据集中单元以及阻尼控制单元三者之间的通信通道及所述同步相量测量单元、广域数据集中单元以及阻尼控制单元硬件状态是否正常,当所述实时动态信息中包含需要本阻尼控制单元进行抑制的区域间低频振荡模式成分、且电网运行状态正常、所述通信通道和硬件状态正常时,计算附加励磁电流数字量信号,并发送至所连接的执行单元;
所述执行单元在判断自身设备正常后,将所述阻尼控制单元计算得到的附加励磁电流数字量信号转化为本执行单元所连接的发电机励磁系统的附加励磁电流模拟量信号,并叠加到发电机励磁系统的输入端,通过发电机励磁系统的调节作用抑制电网区域间功率振荡。
2.根据权利要求1所述的基于广域信息的电力系统分布式阻尼控制系统,其特征在于:广域数据集中单元包括装配有实时操作系统的计算机,该计算机采用实时数据库存储来自各同步相量测量单元的数据。
3.根据权利要求1所述的基于广域信息的电力系统分布式阻尼控制系统,其特征在于所述通信通道优选为光纤通信通道。
4.一种使用权利要求1至3任一项权利要求所述的基于广域信息的电力系统分布式阻尼控制系统的控制方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
a、通过区域间振荡模式主模比分析方法确定各同步测量单元的安装地点,通过区域间振荡模式留数分析方法确定各阻尼控制单元的安装地点;
b、同步相量测量单元接收来自交流变电站或者直流换流站的同步相量数据,并传送给广域数据集中单元;
c、广域数据集中单元接收所述同步相量数据,按GPS时标对齐后,得到同一时间断面下的反映电网广域范围的实时动态信息,并下发给各阻尼控制单元;
d、各阻尼控制单元接收来自广域数据集中单元提供的所述实时动态信息,判断所述实时动态信息中是否包含需要本阻尼控制单元进行抑制的区域间低频振荡模式成分,且判断电网运行状态、所述同步相量测量单元、广域数据集中单元以及阻尼控制单元三者之间的通信通道及所述同步相量测量单元、广域数据集中单元以及阻尼控制单元硬件状态是否正常,当所述实时动态信息包含需要本阻尼控制单元进行抑制的区域间低频振荡模式成分、且电网运行状态正常、通信通道和硬件状态正常时,计算附加励磁电流数字量信号,并发送至所连接的执行单元,执行下一步骤e;若所述实时动态信息不包含需要本阻尼控制单元进行抑制的区域间低频振荡模式成分,或电网运行状态、通信通道及硬件状态出现异常时,返回上一步骤c;
e、执行单元接收来自阻尼控制单元的控制命令,检测自身硬件状态是否异常,当自身硬件状态异常时,控制系统返回执行步骤c;当自身硬件状态正常时,将阻尼控制单元计算得到的附加励磁电流数字量信号转化为所连接的发电机励磁系统的附加励磁电流模拟量信号,并叠加到发电机励磁系统的输入端,通过发电机励磁系统的调节作用抑制电网区域间功率振荡,完成整个闭环控制过程。
5.根据权利要求4所述的基于广域信息的电力系统分布式阻尼控制系统的控制方法,其特征在于:在步骤d中,各阻尼控制单元根据广域数据集中单元下发的实时动态信息,判断所述广域信息中是否包含需要本阻尼控制单元进行抑制的区域间低频振荡模式成分,若所述实时动态信息包含需要本阻尼控制单元进行抑制的区域间低频振荡模式成分,则以区域间低频振荡信号作为输入,计算控制输出。
6.根据权利要求4所述的基于广域信息的电力系统分布式阻尼控制系统的控制方法,其特征在于:在步骤b中所采集到的同步相量测量数据,附有GPS时标,用于数据对齐,同时用于确定数据传输、集中以及分析计算过程中的延时。
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---|---|
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104133410A (zh) * | 2014-08-12 | 2014-11-05 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种广域阻尼控制实时数据处理方法 |
CN104199403A (zh) * | 2014-08-21 | 2014-12-10 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种基于大电网广域信息的阻尼控制装置及其方法 |
CN105449695A (zh) * | 2015-11-18 | 2016-03-30 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 一种发电机阻尼控制的实现方法 |
CN104050381B (zh) * | 2014-06-27 | 2018-01-09 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 基于wams数据的电力系统隐患识别仿真系统 |
CN108362931A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-08-03 | 北京四方继保自动化股份有限公司 | 一种应用于电网稳定控制的同步数据采集方法 |
CN109217289A (zh) * | 2018-08-24 | 2019-01-15 | 南京理工大学 | 一种基于灰狼算法的光伏附加阻尼控制器参数优化方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101202451A (zh) * | 2007-12-13 | 2008-06-18 | 南方电网技术研究中心 | 一种电力系统广域阻尼的控制系统及其方法 |
CN101647173A (zh) * | 2007-03-28 | 2010-02-10 | Abb研究有限公司 | 在电力分配系统中阻尼多个模式的电磁振荡 |
-
2011
- 2011-12-07 CN CN2011104032648A patent/CN102496944A/zh active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101647173A (zh) * | 2007-03-28 | 2010-02-10 | Abb研究有限公司 | 在电力分配系统中阻尼多个模式的电磁振荡 |
CN101202451A (zh) * | 2007-12-13 | 2008-06-18 | 南方电网技术研究中心 | 一种电力系统广域阻尼的控制系统及其方法 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
许洪强 等: "山东电网广域阻尼控制系统设计与分析", 《电力系统自动化》, vol. 32, no. 5, 10 March 2008 (2008-03-10), pages 99 - 103 * |
贺静波 等: "基于广域信息的电力系统阻尼控制器反馈信号选择", 《电力系统自动化》, vol. 31, no. 9, 10 May 2007 (2007-05-10), pages 6 - 10 * |
郭成 等: "互联电力系统低频振荡的广域Prony分析", 《电力自动化设备》, vol. 29, no. 5, 31 May 2009 (2009-05-31), pages 69 - 73 * |
陆超 等: "基于广域测量系统的电力系统稳定控制", 《电力科学与技术学报》, vol. 24, no. 2, 30 June 2009 (2009-06-30), pages 20 - 27 * |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104050381B (zh) * | 2014-06-27 | 2018-01-09 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 基于wams数据的电力系统隐患识别仿真系统 |
CN104133410A (zh) * | 2014-08-12 | 2014-11-05 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种广域阻尼控制实时数据处理方法 |
CN104133410B (zh) * | 2014-08-12 | 2017-04-05 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种广域阻尼控制实时数据处理方法 |
CN104199403A (zh) * | 2014-08-21 | 2014-12-10 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种基于大电网广域信息的阻尼控制装置及其方法 |
CN104199403B (zh) * | 2014-08-21 | 2017-02-01 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种基于大电网广域信息的阻尼控制装置及其方法 |
CN105449695A (zh) * | 2015-11-18 | 2016-03-30 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 一种发电机阻尼控制的实现方法 |
CN105449695B (zh) * | 2015-11-18 | 2018-03-06 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 一种发电机阻尼控制的实现方法 |
CN108362931A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-08-03 | 北京四方继保自动化股份有限公司 | 一种应用于电网稳定控制的同步数据采集方法 |
CN109217289A (zh) * | 2018-08-24 | 2019-01-15 | 南京理工大学 | 一种基于灰狼算法的光伏附加阻尼控制器参数优化方法 |
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