目标确定下的含FACTS元件统一三相潮流

基于FACTS元件等效电源模型,将FACTS元件对网络的影响以等效三相注入功率表示,可以在不改变原有网络节点导纳矩阵的条件下进行三相潮流计算。将FACTS元件对线路功率的控制目标值引入到节点注入功率平衡方程中,建立含FACTS元件三相潮流模型,此模型结合交替迭代法将节点附加注入功率作为状态变量,保留了传统潮流算法的迭代形式和雅可比矩阵的特点,有利于采用基于序分量—解耦补偿法进行计算。针对3类不同FACTS元件根据其内部约束列出了模型中的差异,并以简单5节点系统进行算例分析,结果表明建立的计算模型具有一定的收敛性,FACTS元件在改善三相不平衡中具有一定的作用。     

考虑FACTS配置的电网输电能力计算

灵活交流输电(FACTS)技术是提高电网输电能力的有效手段。文章基于连续潮流法，将静止无功补偿器(static var compensator，SVC)和可控串联补偿器(thyristor controlled series capacitor，TCSC)的稳态模型加入潮流方程中，建立了计及SVC和TCSC的可用输电能力计算模型。考虑到确定元件安装位置的重要性，利用连续潮流法求取系统极限功率点的输电能力，以该值与网络参数的灵敏度系数作为指标，选择最有利于提高输电能力的SVC和TCSC安装位置。对IEEE 30和IEEE 118节点系统进行的仿真计算证明了所提出模型和方法的有效性。     

含TCSC的电力系统潮流计算研究

为了寻找能够充分考虑FACTS元件对整个电力系统影响的潮流计算方法,在常规的潮流计算基础上,根据可控串联补偿器(TCSC)的工作原理和数学模型,采用节点等效注入功率法处理网络中的TCSC支路,建立了计及TCSC的潮流计算数学模型,并以TCSC所在线路的有功功率为控制目标进行潮流计算。通过潮流结果分析,可以证明该计算方法能够将TCSC的影响考虑到潮流计算中。在采用牛顿-拉夫逊法进行求解时,含TCSC的潮流计算与普通潮流区别不大,编程时做一下改动即可。通过比较,可以得出了在不同的线路安装TCSC后得到不同的潮流结果的结论,并对TCSC的最佳安装地点问题进行简单讨论。IEEE 4节点系统和IEEE14节点系统的仿真验证了该计算方法的有效性。编程采用MATLAB语言,利用稀疏矩阵潮流算法形成导纳矩阵则节省了存储空间,加快了运算速度。     

潮流和最优潮流分析中FACTS控制器的建模

综述了最近FACTS控制器的数学模型在电力系统潮流和最优潮流分析中的新进展.不仅讨论了单换流器FACTS控制器,如静止同步并联补偿器(STATCOM)和静止同步串联补偿器(SSSC);而且也讨论了多换流器FACTS控制器,如统一潮流控制器(UPFC)、相间功率控制器(IPFC)、通用统一潮流控制器(GUPFC)和电压源型直流输电(VSC HVDC).此外还讨论了基于电压源换流器技术的HVDC的数学模型.不仅涵盖FACTS控制器的单相数学模型,而且也涉及FACTS控制器的三相数学模型.此外,还探讨了多换流器FACTS控制器的电流、电压以及功率等不等约束在潮流计算中的数学模型及计算机实现.     

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.     

FACTS优化配置提高电网最大输电能力

灵活输电系统(FACTS)技术是提高电网输电能力的有效手段。本文采用可控串联补偿器(TCSC)和可控移相器(TCPS)的功率注入模型,在建立的计及TCSC和TCPS最大输电能力(TTC)的最优潮流计算模型基础上,运用序列二次规划法对其进行求解。考虑到确定FACTS配置位置的重要性,提出以最小奇异值与FACTS控制参数的灵敏度作为指标,选择最优配置位置,对IEEE30节点系统进行的仿真结果表明方法的有效性。     

基于连续潮流法分析UPFC对电力系统潮流的控制

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。采用基于功率注入法的统一潮流控制器（UPFC）稳态模型,结合连续潮流法分析了UPFC在电力系统中的潮流控制特性。最后算例表明,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。     

利用附加节点注入电流法设计静止同步串联补偿器的潮流控制器

从静止同步串联补偿器（SSSC）的原理和特性出发,分析了其稳态特性和数学模型,研究对比了SSSC及其它FACTS装置潮流建模的方法,通过分析节点导纳矩阵和雅可比矩阵的修正,提出了利用附加节点注入电流法建立SSSC潮流模型的方法,并分析了此方法的优点.在电力系统分析综合程序PSASP中,利用用户接口程序实现了SSSC的潮流建模,结合开发的潮流控制模块,解决了含SSSC装置的大系统仿真问题.在EPRI-7节点系统的分析计算中,验证了理论分析的正确性和SSSC潮流模型的控制作用.并与相同控制条件下TCSC特性作了比较,结果表明：SSSC能够以更小的输出功率实现相同的控制效果,而且在小功率情况下,SSSC的优势更加明显.     

FACTS元件对距离保护产生的影响分析

灵活交流输电系统(FACTS)装置如统一潮流控制器(UPFC)、晶闸管可控移相器(TCPST)、晶闸管可控f}5联电容补偿器(TCSC)和储能元件等设备的装设将对继电保护尤其是距离保护产生很大的影响。文中分析TCSC、UPFC、TCPST和储能元件对距离保护产生影响的决定性因素。     

柔性交流输电系统交直流潮流可靠性评估模型

根据串联补偿器(TCSC)、晶闸管控制移相器(TCPST)和统一潮流控制器(UPFC)的工作原理,从交流和直流潮流的视角建立了潮流计算和最优负荷削减模型,采用状态枚举法在RBTS可靠性测试系统中进行分析和验证,结果表明采用交流潮流模型能更准确评估FACTS元件对系统可靠性的影响;而直流潮流模型计算耗时较少,且当节点电压约束不是刚性约束时,所得结果与交流潮流模型结果相近.     

含TCSC的电力系统最优潮流控制

电力系统最优潮流问题(OPF)对保证系统的电压质量、安全性和经济性都是十分重要的。针对含有柔性交流输电系统的最优潮流问题,根据可控串联补偿器(TCSC)的功率注入模型,建立适于潮流和最优潮流计算的数学模型,在常规最优潮流问题的基础上,充分考虑TCSC元件对系统潮流的影响,从而建立起TCSC运行情况下的非线性最优潮流模型,并应用了一种有效的求解上述模型的方法——路径跟踪内点法。仿真表明该方法能有效解决含TCSC的电力系统最优潮流问题。     

含FACTS元件的电力系统非线性最优潮流计算

根据FACTS 元件的控制原理分别建立适合于最优潮流计算的数学模型,便于给定其计算初值和可行域。提出采用直接非线性路径跟踪算法求解含FACTS元件的电力系统最优潮流模型,研究了FACTS元件的支路潮流控制对该算法的影响。IEEE 30节点和IEEE 118节点系统的优化计算结果表明该算法不仅具有强大的处理不等式约束的能力,而且还具有较强的适应支路功率定向定值控制的能力,但其收敛性要受到FACTS元件的数目及安装地点的影响。     

Assessment of techno-economic contribution of FACTS devices to power system operation

In contemporary power system studies, the optimal allocation and utilization of Flexible AC Transmission System (FACTS) devices are important issues primarily due to their cost. In this study four types of FACTS devices (Static VAr compensator (SVC), Thyristor-Controlled Series Capacitor (TCSC), Thyristor-Controlled Voltage Regulator (TCVR), and Thyristor-Controlled Phase Shifting Transformer (TCPST)) are optimally placed in a multi-machine power system to reduce the overall costs of power generation. The placement methodology considers simultaneously the cost of generated active and reactive powers and cost of selected FACTS devices for a range of operating conditions. The optimal power flow (OPF) and genetic algorithm (GA) based optimization procedure are employed to solve the allocation task. The net present value (NPV) method is used to assess the economic value of the proposed methodology. In addition to net reduction in generation cost allocated FACTS devices increased power transfer across the network and improved damping of electromechanical oscillations.     

电力潮流灵活控制技术应用综述

统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)、静止同步串联补偿器(static synchronous series compensator,SSSC)、可控串联补偿装置(thyristor controlled series compensation,TCSC)和移相器(phase-shifting transformer,PST)能够调节线路参数、灵活控制潮流变化,均已在国内外电网中实现工程应用,对均衡输电通道潮流、提升供电能力有重要作用。文中对UPFC、SSSC、TCSC和PST的理论研究和工程实践进行了综述。首先,分析了4种潮流控制装置的基本结构和控制原理,并介绍了国内外已投运工程的运行情况;其次,从结构、换流器技术、选址定容、控制策略、故障保护5个方面对潮流控制装置的关键技术研究现状进行概述;最后,展望了潮流控制装置在未来电网中的典型应用场景,并对潮流控制技术的研究方向进行了分析。     

FACTS对多机系统静态电压稳定性的影响

针对一个两区域薄弱互连的4机系统,利用负荷裕度指标和P－U曲线平坦度指标,衡量了FACTS设备对系统静态电压稳定性的影响。连续潮流法潮流计算结果表明SVC,STATCOM,TCSC等3种FACTS设备都可以在不同程度上改善系统的静态电压稳定性,改善的效果与设备参数的选取有关。对于所研究的4机系统,为了提高系统的静态电压稳定性,装设TCSC进行串联补偿可以取得比装设SVC,STATCOM进行并联补偿更好的效果。     

A new method for secured optimal power flow under normal and network contingencies via optimal location of TCSC

In the deregulated power industry, private power producers are increasing rapidly to meet the increase demand. The purpose of the transmission network is to pool power plants and load centers in order to supply the load at a required reliability, maximum efficiency and at lower cost. As power transfer increases, the power system becomes increasingly more difficult to operate and insecure with unscheduled power flows and higher losses. FACTS devices such as Thyristor Controlled Series Compensator (TCSC) can be very effective to power system security. Proper location of TCSC plays key role in optimal power flow solution and enhancement of system performance without violating the security of the system. This paper applied min cut algorithm to select proper location of TCSC for secured optimal power flow under normal and contingencies operating condition. Proposed method requires a two-step approach. First, the optimal location of the TCSC in the network must be ascertained by min cut algorithm and then, the optimal power flow (OPF) with TCSC under normal and contingencies operating condition is solved. The proposed method was tested and validated for locating TCSC in Six bus, IEEE 14-, IEEE-30 and IEEE-118 bus test systems. Results show that the proposed method is good to select proper location of TCSC for secured OPF.