Low frequency electromechanical oscillations can pose a threat to the stability of power systems if not properly addressed. This paper proposes a novel methodology to damp these inter-area oscillations using loads, the demand side of the system. In the proposed methodology, loads are assigned to an aggregated cluster whose demand is modulated for oscillation damping. The load cluster control action is obtained from an optimal output feedback control (OOFC) strategy. The paper presents an extension to the regular OOFC formulation by imposing a constraint on the sum of the rows in the optimal gain matrix. This constraint is useful when the feedback signals are generator speeds. In this case, the sum of the rows of the optimal gain matrix is the droop gain of each load actuator. Time-domain simulations of a large-scale power system are used to demonstrate the efficacy of the proposed control algorithm. Two different cases are considered: a power imbalance and a line fault. The simulation results show that the proposed controllers successfully damp inter-area oscillations under different operating conditions and with different clustering for the events considered. In addition, the simulations illustrate the benefit of the proposed extension to the OOFC that enable load to provide a combination of droop control and small signal stability augmentation.

中文翻译：

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通过聚合载荷的调制抑制区域间振荡

如果处理不当，低频机电振荡会对电力系统的稳定性构成威胁。本文提出了一种使用负载（系统的需求侧）来抑制这些区域间振荡的新方法。在所提出的方法中，负载被分配到一个聚合集群，其需求被调制为振荡阻尼。负载集群控制动作是从最佳输出反馈控制 (OOFC) 策略中获得的。该论文通过对最佳增益矩阵中的行总和施加约束，对常规 OOFC 公式进行了扩展。当反馈信号是发电机速度时，此约束很有用。在这种情况下，最佳增益矩阵的行之和就是每个负载执行器的下垂增益。大型电力系统的时域仿真用于证明所提出的控制算法的有效性。考虑两种不同的情况：功率不平衡和线路故障。仿真结果表明，所提出的控制器在不同的操作条件下成功地抑制了区域间振荡，并且对所考虑的事件具有不同的聚类。此外，仿真说明了 OOFC 的拟议扩展的好处，该扩展使负载能够提供下垂控制和小信号稳定性增强的组合。仿真结果表明，所提出的控制器在不同的操作条件下成功地抑制了区域间振荡，并且对所考虑的事件具有不同的聚类。此外，仿真说明了 OOFC 的拟议扩展的好处，该扩展使负载能够提供下垂控制和小信号稳定性增强的组合。仿真结果表明，所提出的控制器在不同的操作条件下成功地抑制了区域间振荡，并且对所考虑的事件具有不同的聚类。此外，仿真说明了 OOFC 的拟议扩展的好处，该扩展使负载能够提供下垂控制和小信号稳定性增强的组合。