電力系統控制中的時延補償的製作方法
2024-02-10 02:57:15 1
專利名稱：電力系統控制中的時延補償的製作方法
技術領域：
本發明涉及在將多個發電機和消費者互連的電力系統中控制可控制裝置的領域。 具體而言，考慮了多模式電動機械振蕩的控制，其中，控制器利用反饋信號。
背景技術：
隨著對電力市場的管制不斷放寬，電力從遠距離發電機到本地消費者的負載傳輸 和轉運已成了慣例。由於發電公司之間的競爭與優化資產的新興需求，通過現有電網傳送 增大的電力量，由於傳輸瓶頸原因而不斷造成擁塞。傳輸瓶頸一般通過在傳輸接口上引 入傳送極限來處理。這改進了系統安全性，然而，它也暗示在更低成本生產從高壓輸電網 (grid)斷開時要連接更高成本電力生產。因此，傳輸瓶頸對社會有相當大的成本。如果傳 送極限未得到遵守，則系統安全性降低，這可暗示在發生可接受意外事故的情況下大量客 戶的斷開或甚至完全停電。傳輸瓶頸的基礎物理原因經常與電力系統的動態特性有關。多種動態現象需要避 免以便充分保證安全系統操作，例如同步損失、電壓驟降和增長的電動機械振蕩。在此方 面，電氣傳輸網絡是高度動態的，並且採用控制系統和反饋以改進性能和增大傳送極限。具體參照在部分電力網中發生的不希望的電動機械振蕩，它們一般具有不到幾赫 茲的頻率，並且只要它們衰減足夠快，它們便被認為是可接受的。它們由例如可能在故障後 網絡中的切換事件或系統負載的正常變化啟動，並且它們是任何電力系統的特徵。然而，在 例如由於在發電機、負載和/或傳輸線路的連接或斷開後電力流(power flow)的新分配原 因，電力系統的操作點變化時，可發生不充分的阻尼振蕩。在這些情況下，幾毫瓦的傳送功 率的增大可形成在穩定振蕩與不穩定振蕩之間的差別，不穩定振蕩可能造成系統崩潰或導 致同步損失、互連丟失，並最終不能供應電力到客戶。電力系統的適當監視和控制能夠幫助 網絡運營商準確地評估電力系統狀態，並通過採取適當動作(例如特別設計的振蕩阻尼設 備的連接)來避免完全停電。人們已發現，電力網中電動機械振蕩也採取多個振蕩模式的疊加形式。這些多振 蕩模式形成與單模式振蕩類似的問題，並因此可能造成電力網的崩潰。此外，在功率振蕩阻 尼(POD)控制器用於穩定單個選定振蕩模式的情況下，這經常可具有使存在的其它振蕩模 式(例如隨後比第一主要模式阻尼更少的第二主要模式)不穩定的效應。通常，電力網利用所謂的超前滯後控制器來改進不合需要的頻率響應。此類控制 器在任何給定時間點充當超前控制器或滯後控制器。在兩種情況下，均將極點-零點對引 入開環傳遞函數中。傳遞函數能夠在拉普拉斯域中表示為
權利要求
1.一種在電力系統控制中用於補償遠程反饋信號中時延的方法，包括 -確定所述遠程反饋信號的時延，-將所述時延轉換成相移，-根據所述相移計算04)四個補償角，-構建每個補償角的奈奎斯特圖，-通過分析所述四個奈奎斯特圖，確定08)優選補償角，以及 -將所述優選補償角應用到所述遠程反饋信號。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述方法還包括 -構建所述四個補償角中的至少兩個角的伯德圖，-通過分析所述伯德圖，具體而言，評估在較高頻率處的增益衰減，確定(30)優選補償
3.如權利要求1或權利要求2所述的方法，其中所述方法還包括-構建所述四個補償角中的至少兩個角的復頻域圖，-通過分析所述復頻域圖，具體而言，評估相對於其它系統本徵值的本徵值位移，確定 優選補償角。
4.如前面權利要求任一項所述的方法，其中將所述時延轉換成相移的所述步驟在主要 頻率處發生。
5.如前面權利要求任一項所述的方法，其中所述四個補償角04)是所述相移信號到 +1的超前補償及到-1的滯後補償及到-1的超前補償及到+1的滯後補償。
6.一種用於電力系統的控制器(38)，所述控制器(38)執行如前面權利要求任一項所 述用於補償遠程反饋信號中時延的方法。
7.一種用於在電力系統控制中補償遠程反饋信號中時延的電腦程式，所述計算機程 序可加載到數字計算機的內部存儲器中並且包括當所述程序在所述內部存儲器中加載時 使所述計算機執行如權利要求6所述控制器的功能的電腦程式代碼部件。
8.一種電力控制系統，所述系統包括配有收發部件(34)的至少一個相量測量單元(PMU)，配有收發部件(3 的控制器，以及全局時鐘(43)，用於利用所述收發部件同步所述控制器(38)與所述至少一個相量測 量單元，其中所述全局時鐘經布置以便持續地確定所述系統的時延。
9.如權利要求8所述的電力控制系統，其中估計所述時延以及利用所述估計的時延進 行相位補償。
10.如權利要求9所述的電力控制系統，其中基於所述估計的時延，在線地調適所述控 制器(38)的至少一個參數。
11.如權利要求8所述的電力控制系統，其中確定所述時延的移動平均值並將所述移 動平均值用於相位補償。
12.如權利要求8所述的電力控制系統，其中所述至少一個PMU支持遠程控制迴路，在 所述時延太大時使所述迴路不活動以實現所述控制。
全文摘要
本發明涉及在電力系統控制中補償在遠程反饋信號中的時延。描述了一種方法，方法包括將時延轉換成相移，並且根據相移計算四個補償角。最佳補償角得以確定並應用到遠程反饋信號。也公開了為控制器配備全局時鐘的技術。
文檔編號H02J3/24GK102099982SQ200980128946
公開日2011年6月15日 申請日期2009年5月18日 優先權日2008年5月23日
發明者A·佩斯, B·伯格倫, P·科爾巴, R·塞岡多, R·馬祖姆德 申請人:Abb研究有限公司