《高壓直流輸電系統電壓穩定的非線性分岔與控制研究》是依託上海電力大學，由楊秀擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：高壓直流輸電系統電壓穩定的非線性分岔與控制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：楊秀
- 依託單位：上海電力大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
與交流系統相比，高壓直流（HVDC）輸電系統有更多的動態元件與非線性環節，電壓穩定問題更為複雜。本課題結合分岔理論在電壓穩定研究領域的最新進展，對HVDC輸電系統的電壓穩定進行研究，首先針對不同類型分岔，建立不同複雜程度的交直流輸電系統的微分代數模型，針對現有分岔追蹤算法在高維系統套用的困難，將傳統的延拓法與試驗函式法相結合，完成對靜態、動態分岔的統一追蹤與識別，通過單參數分岔與多參數分岔研究，分析HVDC系統電壓崩潰與各種分岔的關係，揭示電壓失穩機理；其次，套用向量場正規形理論分析HVDC系統電壓穩定、功角穩定主導模態在分岔點附近的非線性特性及非線性相關作用，確定系統電壓穩定與功角穩定之間的影響程度與關鍵參數；最後，提出相應的電壓穩定指標與功角穩定指標，並基於粒子群最佳化算法，對HVDC系統進行多目標最佳化控制策略進行研究，解決以往HVDC控制在改善電壓穩定與功角穩定的矛盾性。
結題摘要
隨著我國電力系統規模及容量的擴大，遠距離、大容量輸送電能以及大區電網互聯已成為我國電力系統發展的趨勢。高壓直流（High Voltage Direct Current，縮寫為 HVDC）輸電技術以其大容量遠距離輸電、交流系統之間的異步互聯、傳輸功率快速可控等優點在我國得到了廣泛套用。特別是交直流互聯電力系統，HVDC的存在將對系統的功角穩定、電壓穩定帶來深刻的影響，傳統上的HVDC附加阻尼控制或電壓穩定控制沒有考慮AC/DC系統的強非線性，且二者的控制目標存在一定矛盾之處。 本項目針對HVDC系統以及交直流混合電力系統，提出套用正規形理論與分岔理論研究系統的非線性功角穩定與電壓穩定問題，重點研究交直流輸電系統的非線性相關作用，並提出相應的多目標控制策略方法來改善系統的阻尼與電壓穩定特性。主要成果及創新點如下： 1、基於向量場的正規形理論，在深入研究模式非線性相關作用及其與關鍵模式阻尼之間的關係的基礎上，提出非線性靈敏度指標，並通過線性、非線性靈敏度以及非線性相關指標分析來調整控制器參數，確定阻尼控制器參數的調整策略。 2、 套用分岔理論並結合特徵根法與根軌跡法分析了HVDC系統的動態電壓穩定性，指出了傳統靜態分析方法的不足，總結了動態分析與靜態分析兩者之間的聯繫，分析了影響HVDC 穩定的因素，提出了改進電壓穩定性的控制方式。 3、創造性地將分岔理論套用到交直流互聯電力系統，通過多參數分岔方法分析了交直流輸電系統的電壓穩定性，重點研究了直流控制策略對鞍結點分岔與Hopf分岔的影響。 4、針對AC/DC 系統功角穩定與電壓穩定之間的矛盾性，在傳統的阻尼控制基礎上,考慮了Hopf分岔影響，進行阻尼控制與Hopf分岔控制的多目標綜合控制策略研究，並使用基於Pareto排序的進化策略作為算法,對控制參數進行了最佳化設計。 5、以華東電網及接入華東電網的MHVDC為對象，研究了多饋入交直流電網動態等值的原則與方法，提出了以母線殘壓為指標來劃分等值區域同時考慮了節點與短路點、電源間的電氣距離的原則，並給出了等值為負荷、等值為發電機與負荷的工程實用化方法。 主要研究成果如下： 1、申請專利兩項，以及一項軟體著作權； 2、發表論文總計28篇，其中EI、ISTP檢索論文14篇； 3、出版著作2本； 4、培養研究生5名。
