UPFC潮流控制模型及控制特性研究

为定量评估统一潮流控制器(UPFC)的潮流控制能力及其对电力系统潮流分布的优化作用,提出了UPFC的潮流控制模型与潮流控制特性。研究了UPFC的主电路拓扑结构、潮流控制原理及外部功能特性,做出了UPFC的简化等效电路;采用设置功率注入附加节点的方法,提升了潮流计算的收敛性,并便于将电路模型植入潮流计算软件;分析了电路拓扑中输入、输出量的关系,完成了对UPFC潮流控制功能的稳态建模。分别研究和定义了线路潮流均衡度和系统潮流均衡度两个指标,为评估UPFC的潮流控制能力和控制效果、研究UPFC对系统潮流的优化作用提出了量化的指标依据。基于算例,计算了系统在不同运行方式下、投入UPFC前后,线路的过载情况、潮流分布均衡度指标,UPFC的响应特性、控制效果和对电力系统潮流的优化作用。算例分析结果验证了UPFC潮流控制模型的准确性和潮流优化控制功能的有效性。     

基于UPFC的风力发电功率控制研究

在推导风力机的机械部分数学模型及风力发电机的等效数学模型的基础上,根据同步发电机的等面积定则和电力系统稳定控制器的原理,设计了统一潮流控制器(UPFC)的串联侧控制系统,该系统除常规的统一潮流控制器串联侧控制系统输入量为输电线路有功功率和无功功率外,采用风力发电机的转速增量为输入量,经过隔直和补偿环节,其输出作为统一潮流控制器有功功率控制环节的调节量,经过调制的有功功率一方面作为常规统一潮流控制器的功率控制输入量,一方面作为桨距角控制器的输入量。斜坡风作用的仿真结果表明:基于所设计控制系统的UPFC不仅能很好地平滑风力发电机的输出有功功率和转速,而且能有效维持风力发电机的机端电压。     

基于STATCOM物理模型的模糊PI控制

针对静止同步补偿器（STATCOM）存在高次谐波分量问题,提出在主电路上采用一种单元级联型曲折变压器的输出结构.以该主电路物理模型为基础,设计模糊PI控制器,并用Matlab仿真软件进行了详细的仿真分析.仿真结果表明,STATCOM输出电压总谐波失真小,具有良好的电压品质,在模糊PI控制器的作用下,STATCOM对系统电压表现出较强的控制能力,增强了对电力系统稳定性的控制,具有满意的控制精度,比传统的PI控制具有更好的控制效果.     

统一潮流控制器的电网潮流调节特性分析

介绍了统一潮流控制器( UPFC)的系统结构和工作原理,分析了其并联侧和串联侧的工作方式,并依此建立了统一潮流控制的稳态数学模型.在Matlab/Simulink的环境下建立了三相环形电力系统,将UPFC模型应用到该系统中,对UPFC的电网潮流调节特性进行了仿真分析.仿真结果表明,采用的UPFC数学模型及其控制策略是正确的,能实现UPFC的各种基本控制功能,并能快速正确地响应系统要求.     

级联型混合直流与UPFC的柔性潮流协调控制策略

级联型混合直流输电系统具有能抑制换相失败、传输大容量功率的优势。但当级联型混合直流低端模块化多电平换流器（MMC）采用主从控制时,若系统发生交直流故障或负荷突增,可能会产生电流不平衡问题,导致受端交流侧功率出现大范围反向传输及电压支撑能力下降。为解决该问题并增强受端电网的稳定性,针对级联型混合直流输电系统,提出一种基于统一潮流控制器（UPFC）的柔性潮流协调控制策略。研究了基于柔性交流输电（FACTS）设备统一潮流控制器（UPFC）的级联型混合直流系统柔性潮流控制特性,针对系统故障及大扰动时出现的功率返送及电压稳定性问题,提出基于UPFC的频率支撑策略和基于动态限幅的电压支撑策略。该策略将送端侧故障带来的功率扰动转移到受端交流系统UPFC所在线路,利用UPFC功率补偿能力进行协调,同时基于动态限幅控制策略,采用无功优先控制方式提高换流站无功输出能力。最后,在PSCAD–EMTDC平台搭建了含受端交流系统的级联型混合直流输电系统模型。首先,仿真了LCC直流电流指令值下降过程,结果表明,本文所提基于UPFC的协调控制策略可以有效地减小交流系统频率波动,抑制功率返送现象;其次,仿真了系统负荷...     

基于网络等值的UPFC潮流计算研究

统一潮流控制器(UPFC)是一种典型的柔性交流输电系统(FACTS)装置,它能通过其串联侧进行移相、节点电压等控制,还可以在并联侧对输电系统进行无功补偿.通过等值计算方法,研究实现在现有程序的基础上来考虑UPFC的控制作用,研究统一潮流控制器模型与现有潮流程序的结合方法,并通过试验系统进行仿真测试.     

基于SVPWM的统一潮流控制器的控制方法

针对采用SPWM控制统一潮流控制器(UPFC)时,其调制度不高,电压利用率低,不便于数字化实现的问题,根据空间矢量脉宽调制(SVPWM)的控制理论,提出了用SVPWM控制UPFC的方法,很好地解决了以上问题.同时,通过SVPWM算法的相关变量实现了UPFC的控制要求.仿真实验表明,采用数字信号处理器(DSP),按照SVPWM算法的步骤可以实时在线生成SVPWM调制波,显著提高了逆变输出性能.     

基于统一潮流控制器(UPFC)的电力系统潮流控制

统一潮流控制器(UPFC)作为一种典型的FACTS装置,综合了FACTS元件的多种灵活控制手段.基于UPFC的基本原理、数学模型,介绍具有UPFC的电力系统的潮流计算方法.算例表明,UPFC可以控制线路的潮流分布,有效地提高电力系统的稳定性.     

基于Tabu搜索方法的UPFC潮流优化研究

将Tabu搜索方法用于含有统一潮流控制器（UPFC）的电力系统潮流优化控制,建立了以各线路有功传输功率平衡及各PQ节点电压平衡为优化目标的数学模型,应用Tabu搜索方法的思想,通过14节点算例进行含UPFC的潮流优化控制计算,并对结果进行比较分析,得到了含有统一潮流控制器的潮流优化控制策略.     

基于Tabu搜索方法的UPFC潮流优化研究

将Tabu搜索方法用于含有统一潮流控制器(UPFC)的电力系统潮流优化控制,建立了以各线路有功传输功率平衡及各PQ节点电压平衡为优化目标的数学模型,应用Tabu搜索方法的思想,通过14节点算例进行含UPFC的潮流优化控制计算,并对结果进行比较分析,得到了含有统一潮流控制器的潮流优化控制策略.     

基于新型电力系统仿真工具的UPFC建模研究

为了建立多机电力系统中统一潮流控制器（UPFC）的稳态及动态模型，提出了一种基于新型电力系统仿真工具箱（PST）的新方法.该建模方法对UPFC的稳态模型、动态模型及其接口采用模块化设计，在UPFC稳态潮流模型中，将并联逆变器连接母线设为发电机节点、串联逆变器则设为负荷节点；在UPFC动态模型中，则采用常用的串、并电压源模型，并考虑到直流电容的动态充放电过程.时域仿真结果表明，所提建模方法在多变量控制器设计中能有效地模拟UPFC的动稳态特性， 且该方法与基于Matlab开发环境的PST仿真工具相结合，具有设计简便、易于拓展的优点.     

基于PID神经网络的UPFC潮流控制方法研究

建立了UPFC的数学模型,将PID神经网络控制方法应用于UPFC的潮流控制,提出了PID神经网络控制器的设计方案,仿真结果表明,UPFC采用PID神经网络控制方法以后,响应时间更快,对有功功率和无功功率的变化具有很好的追踪能力,鲁棒性良好.     

模糊控制在静电除尘电源中的应用

阐述了高压静电除尘的基本原理，设计了以数字信号处理器TMS320F240为控制核心，采用模糊控制算法来调节电极两端的输出电压的高频开关电源；详细说明了模糊控制算法在产生触发SPWM波形中的作用．最后给出了系统的软件设计流程图．该方案在环保除尘方面得到了很好的应用．     

模糊GPC在SOFC中的应用

针对SOFC系统的非线性、大滞后和干扰等特点,提出使用模糊GPC算法实施对SOFC的闭环控制.这种方法使得SOFC的输出电压始终保持在一定范围内,并收敛到恒定的数值.该方法还提高了SOFC输出功率的跟踪性能.仿真结果验证了这种方法的有效性.     

统一潮流控制器稳态潮流控制方式的研究

基于安装有ＵＰＦＣ的联络线上潮流关系的分析,研究了按有功功率或无功功率单独调节方式控制ＵＰＦＣ的可能性,并给出了定有功功率或定无功功率单独调节方式下ＵＰＦＣ等效控制参数的取值解析表达式;研究了定功率调节的可实现范围和求解方法,并以仿真结果的几何形式对可实现范围进行了解释。最后,给出了一种实用的定有功功率或定无功功率调节的方法。     

模糊自适应PID控制在开关磁阻风力发电系统中的应用研究

针对风速的突变性和不确定性,以及开关磁阻发电机的非线性和强耦合性的特点,提出了基于模糊自适应PID闭环控制优化输出电压的方法。介绍了开关磁阻发电机系统的运行原理和模糊自适应PID控制原理,并利用Matlab/Simulink工具分别对常规PID控制和模糊自适应PID控制下开关磁阻发电系统的输出电压进行仿真及对比分析。实验结果表明:模糊自适应PID闭环控制输出电压控制精度更高,动态性能更好,抗干扰能力和鲁棒性较强。     

考虑电压饱和的内置式永磁同步电机弱磁控制研究

电流控制器是内置式永磁同步电机驱动控制系统的核心部件,弱磁控制是保证永磁同步电机高速运行的重要手段,二者对提高系统性能起着关键性作用。将内置式永磁同步电机的弱磁控制算法与电流控制器的电压饱和现象进行综合考虑,设计了一种基于SVPWM的抗电压饱和的弱磁控制算法。该算法利用逆变器电压空间矢量控制的输入与输出的电压差对控制系统中的d轴电流进行调节,在实现弱磁控制的同时,有效抑制了电流控制器的电压饱和,提高了其动态响应能力。与常规弱磁算法的对比研究还表明,由于该算法扩大了逆变器直流侧电压的利用率,从而有效提高了恒功率区的转矩输出能力。