针对柔性直流输电系统(voltage source converter based high voltage direct current transmission,VSC-HVDC)控制参数设计过程中存在的鲁棒性差、依赖已知电路参数、工程设计经验化等问题,提出一种基于马尔科夫转换场(Markov transiti...针对柔性直流输电系统(voltage source converter based high voltage direct current transmission,VSC-HVDC)控制参数设计过程中存在的鲁棒性差、依赖已知电路参数、工程设计经验化等问题,提出一种基于马尔科夫转换场(Markov transition field,MTF)与深度确定性策略梯度算法(deep deterministic policy gradient,DDPG)结合的鲁棒性强、不依赖电路参数特性以及可视化的VSC-HVDC控制参数优化设计方法。首先,采用马尔科夫转换场将电路功率、电压等一维时序波形数据转换为二维马尔科夫转换场域图像并使用马尔科夫转换场损失函数(Markov transition field loss,MTFL)判断二维转换域图的数据波动性;其次,将MTFL损失函数与DDPG算法相结合,综合利用MTFL损失函数对系统输出时序数据动态特性评价能力更强的优点和DDPG算法泛化性能优秀的特点,实现VSC-HVDC系统控制参数优化;最后,通过MATLAB模拟和实验结果验证该方法的有效性。展开更多
高比例、强随机性的可再生能源接入电网常导致交流传输线路过载,同时电力系统升级改造中构建的嵌入式柔性直流输电(voltage source converter based high voltage direct current, VSC-HVDC)系统的可控性没有得到充分利用。为此提出了...高比例、强随机性的可再生能源接入电网常导致交流传输线路过载,同时电力系统升级改造中构建的嵌入式柔性直流输电(voltage source converter based high voltage direct current, VSC-HVDC)系统的可控性没有得到充分利用。为此提出了一种基于功率灵敏度的嵌入式VSC-HVDC紧急控制方法,以快速缓解传输线路过载问题。首先,利用系统模型建立包含嵌入式VSC-HVDC的交流-直流功率灵敏度矩阵。然后,在实时运行中根据推导的灵敏度矩阵调整VSC-HVDC的有功功率,以应对特定的交流电网过载。在调整过程中,采用优化控制方法确保直流调整的总量最小化,同时交流线路有功功率保持在可接受的范围内。最后,通过修改的IEEE39节点系统仿真验证了该方法在多种故障工况下的有效性,可快速缓解交流线路过载并保证全网运行安全。展开更多
针对构网型变流器(grid-forming voltage source converter,GFM-VSC)的暂态稳定问题,现有研究大多忽略直流侧动态特性对GFM-VSC暂态稳定特性的影响,分析结果偏于乐观。因此,该文以考虑直流侧动态的GFM-VSC并网系统为研究对象,揭示直流...针对构网型变流器(grid-forming voltage source converter,GFM-VSC)的暂态稳定问题,现有研究大多忽略直流侧动态特性对GFM-VSC暂态稳定特性的影响,分析结果偏于乐观。因此,该文以考虑直流侧动态的GFM-VSC并网系统为研究对象,揭示直流电压动态主导的新型暂态失稳机理并提出相应改进方法。首先,构建含储能电池和直流电容的GFM-VSC并网系统大扰动分析模型;然后,利用等面积法与相平面图法,揭示流储能设备能量未受限与受限状态下GFM-VSC的暂态稳定机理;其次,分析储能电池容量、直流母线电容及电流限幅环节等各类关键因素对系统暂态稳定特性的影响,并给出相应改进方法;最后,利用电磁暂态仿真验证该文机理分析与改进方法的正确性与有效性。展开更多
电压源型直流输电系统(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)并入弱交流电网可能产生振荡失稳现象,严重威胁电力系统安全稳定运行。VSC-HVDC结构日渐复杂,系统中同时存在多种控制策略,针对多端、多控...电压源型直流输电系统(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)并入弱交流电网可能产生振荡失稳现象,严重威胁电力系统安全稳定运行。VSC-HVDC结构日渐复杂,系统中同时存在多种控制策略,针对多端、多控制策略下VSC-HVDC的稳定特性还需深入研究。针对上述问题,以定直流电压/定功率混合控制的双受端VSC-HVDC系统为研究对象,探讨了系统在不同电网条件下的稳定特性。首先,分别推导了定直流电压/定功率控制策略VSC-HVDC子系统的数学模型和小信号模型,依据交直流拓扑关系构建混合控制策略下的全系统模型;其次,搭建双受端VSC-HVDC系统电磁暂态模型验证了不同运行工况下小信号模型的准确性;最后,分析了交流系统强度及联络线长度对双受端VSC-HVDC系统稳定性的影响,获得了定直流电压/定功率VSC-HVDC系统所能接受的最小电网强度,形成了系统安全稳定运行空间,并且基于MATLAB/Simulink时域仿真验证了理论分析的正确性。展开更多
文摘针对柔性直流输电系统(voltage source converter based high voltage direct current transmission,VSC-HVDC)控制参数设计过程中存在的鲁棒性差、依赖已知电路参数、工程设计经验化等问题,提出一种基于马尔科夫转换场(Markov transition field,MTF)与深度确定性策略梯度算法(deep deterministic policy gradient,DDPG)结合的鲁棒性强、不依赖电路参数特性以及可视化的VSC-HVDC控制参数优化设计方法。首先,采用马尔科夫转换场将电路功率、电压等一维时序波形数据转换为二维马尔科夫转换场域图像并使用马尔科夫转换场损失函数(Markov transition field loss,MTFL)判断二维转换域图的数据波动性;其次,将MTFL损失函数与DDPG算法相结合,综合利用MTFL损失函数对系统输出时序数据动态特性评价能力更强的优点和DDPG算法泛化性能优秀的特点,实现VSC-HVDC系统控制参数优化;最后,通过MATLAB模拟和实验结果验证该方法的有效性。
文摘高比例、强随机性的可再生能源接入电网常导致交流传输线路过载,同时电力系统升级改造中构建的嵌入式柔性直流输电(voltage source converter based high voltage direct current, VSC-HVDC)系统的可控性没有得到充分利用。为此提出了一种基于功率灵敏度的嵌入式VSC-HVDC紧急控制方法,以快速缓解传输线路过载问题。首先,利用系统模型建立包含嵌入式VSC-HVDC的交流-直流功率灵敏度矩阵。然后,在实时运行中根据推导的灵敏度矩阵调整VSC-HVDC的有功功率,以应对特定的交流电网过载。在调整过程中,采用优化控制方法确保直流调整的总量最小化,同时交流线路有功功率保持在可接受的范围内。最后,通过修改的IEEE39节点系统仿真验证了该方法在多种故障工况下的有效性,可快速缓解交流线路过载并保证全网运行安全。
文摘针对构网型变流器(grid-forming voltage source converter,GFM-VSC)的暂态稳定问题,现有研究大多忽略直流侧动态特性对GFM-VSC暂态稳定特性的影响,分析结果偏于乐观。因此,该文以考虑直流侧动态的GFM-VSC并网系统为研究对象,揭示直流电压动态主导的新型暂态失稳机理并提出相应改进方法。首先,构建含储能电池和直流电容的GFM-VSC并网系统大扰动分析模型;然后,利用等面积法与相平面图法,揭示流储能设备能量未受限与受限状态下GFM-VSC的暂态稳定机理;其次,分析储能电池容量、直流母线电容及电流限幅环节等各类关键因素对系统暂态稳定特性的影响,并给出相应改进方法;最后,利用电磁暂态仿真验证该文机理分析与改进方法的正确性与有效性。
文摘电压源型直流输电系统(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)并入弱交流电网可能产生振荡失稳现象,严重威胁电力系统安全稳定运行。VSC-HVDC结构日渐复杂,系统中同时存在多种控制策略,针对多端、多控制策略下VSC-HVDC的稳定特性还需深入研究。针对上述问题,以定直流电压/定功率混合控制的双受端VSC-HVDC系统为研究对象,探讨了系统在不同电网条件下的稳定特性。首先,分别推导了定直流电压/定功率控制策略VSC-HVDC子系统的数学模型和小信号模型,依据交直流拓扑关系构建混合控制策略下的全系统模型;其次,搭建双受端VSC-HVDC系统电磁暂态模型验证了不同运行工况下小信号模型的准确性;最后,分析了交流系统强度及联络线长度对双受端VSC-HVDC系统稳定性的影响,获得了定直流电压/定功率VSC-HVDC系统所能接受的最小电网强度,形成了系统安全稳定运行空间,并且基于MATLAB/Simulink时域仿真验证了理论分析的正确性。
