一种改进 svc 在风电系统霍普夫分岔控制中应用

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1、第37卷第3期四川电力技术Vo1．37，No．32014年6月SichuanElectricPowerTechnologyJun．。2014一种改进的SVC在风电系统霍普夫分岔控制中的应用袁义桃‘，康积涛。何龙(1．西南交通大学电气工程学院，四川成都610031；2．四川大学电气信息学院，四川成都610065)摘要：运用延拓法追踪以双馈感应风电机(washowtfilterDFIG)为代表的风电系统的平衡解流形，并基于分岔理论，分析平衡解流形的分岔点。提出了一种基于高通滤波器(washoutfilter)技

2、术的SVC模型，对风电系统发生的霍普夫(Hopf)分岔进行分岔控制，改变与系统分岔相关的雅可比矩阵特征值，不但消除了Hopf分岔点，还提高了电压幅值，扩大了电压稳定裕度。仿真结果和时域仿真验证了所提出的方法是正确可行的。关键词：风电系统；电压稳定；高通滤波器；SVC；Hopf分岔Abstract：ContinuationmethodisusedtotrackthebalanceflowofpowersystemconnectedbyDFIG，andbasedonbifurcationtheorythebif

3、urcationpointofbalanceflowisalsoanalyzed．AnovelSVCmodelbasedonwashoutfiltertechnologyispro-posed，whichisusedtocontrolhGpfbifurcation，altertheeigenvalueofJacobianmatrixthatisrelatedtobifurcation．Itnoton—lyenhancesthevoltageamplitude，butalsoeliminatesthehopf

4、bifurcationpointandexpandsthemarginofvoltagestability．Thesimulationresultsandtime—domainsimulationdemonstratethenewapproachiscorrectandfeasible．Keywords：windpowersystem；voltagestability；washoutfilter；SVC；Hopfbifurcation中图分类号：TM761文献标志码：A文章编号：1003—6954(2014

5、)03—0048—05控制的SVC对系统进行无功补偿，但是该模型仅对0引言消除Hopf分岔点有效果，而系统电压幅值又变化为系统无SVC提供无功补偿时的幅值。基于以上原系统失稳是一个从稳定状态到分岔状态的过因，提出了一种带washoutfiler控制的SVC，不但能程，而分岔理论是分析非线性动态系统稳定的有力够消除系统的Hopf分岔点，扩大系统的参数变化裕工具⋯。在电力系统中，随着控制参数的变化，易度，还能够提高系统电压的幅值。发生分岔现象，而以Hopf为代表的动分岔较以鞍结分岔(saddlenodebifu

6、rcation，SNB)为代表的静分岔1研究理论和方法提前发生，故Hopf分岔决定了系统的电压稳定裕度。1．1分岔理论简介风电并人电网后，由于其自身的特性，对电压稳非线性电力系统的动态特性一般用一组微分一定影响大，需要无功补偿，电力系统中无功补偿装置代数方程(DAE)来描述为虽然提高了系统的电压，但也会使系统发生新的分岔现象，降低系统的稳定裕度。{。x：=f(x,，yy,，lz)(1)高通滤波器技术已广泛用于Hopf分岔控式中，代表微分变量；y代表代数变量；代表控制制]，它能自动跟踪系统的平衡点，而不改变运

7、行参数。微分方程组描述同步发电机、DFIG、负荷元点。目前对于SVC的研究，用washoutfilter对其控件的动态特性；代数方程描述电力系统的网络约束制来提高电压稳定的文献相对较少。文献[4]对一方程。个单机无穷大系统运用washoutfilter对其进行分岔式(1)表示的系统在平衡点(。，Yo，。)处满足控制，但是没有SVC提供无功补偿。文献[5—6]对下列方程组。一个典型的单机无穷大系统，运用带washoutfilter·48·第37卷第3期四川电力技术Vo1．37。No．32014年6月Sichu

8、anElectricPowerTechnologyJun．。2014△．f0=y0，(2)W=—dw=Y(6)【0=g(xo，Yo，／．t0)一其输出方程为在平衡点(x。，Y。，／．t。)处，将式(1)两边进行微分=g(Y，)(7)变换得其中，W为washoutfilter的状态变量；为输入的系统变量；)，为输出变量；后为控制器的增益；为控制j-D。，)dx+D。，)dy(3)器输入到SVC的表达式，是一个关于Y