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。     

电力系统潮流计算

随着电力系统的发展,交流柔性输电技术(FACTS)发挥着重要作用及较好的应用前景,而对FACTS元件的电力系统的潮流计算也一直是较重要的研究。统一潮流控制器(UPFC)是调节电压和潮流的有效手段,本文也重点研究了含有UPFC装置的系统潮流计算并经IEEE14节点算例验证。     

计及统一潮流控制器的电力系统状态估计

应用灵活交流输电系统（FACTS）技术可对电力系统潮流进行灵活控制,从而充分发挥现有电力系统的潜力,其中统一潮流控制器（UPFC）是FACTS的重要组件之一。基于传统状态估计模型,通过利用UPFC的功率注入模型,将它对于状态估计的作用转移到所在线路的量测节点上,提出了计及UPFC的状态估计模型。该方法可以完整计及UPFC对电力系统的影响,同时能有效利用原有的状态估计算法程序。算例表明所提出的模型有效、可行,具有一定的实用价值。     

柔性交流输电电力系统潮流计算研究

柔性交流输电技术(FACTS)发挥着越来越重要的作用。UPFC可对电力系统潮流及电压进行有效控制,是一种理想的FACTS装置。由于其既存在有源并联支路又存在有源串联支路,当进行含UPFC装置电力系统潮流计算时,UPFC的处理较为复杂。本文根据UPFC功率交换特性,提出了一种较为简化的含UPFC装置电力系统潮流计算方法。     

含UPFC的灵活交流输电系统最优潮流控制

潮流计算和无功优化计算是电力系统非常重要的计算,两者都包括在电力系统最优潮流（OPF）问题中,灵活交流输电系统（FACTS）的出现需要对传统的潮流计算进行修正,利用遗传算法探讨了含统一潮流控制器（UPFC）的灵活交流输电系统最优潮注控制问题,计算机仿真表明,该方法可有效解决含UPFC的灵活交流输电最优潮流控制。     

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.     

含统一潮流控制器的电力系统新型潮流算法

本文通过对统一潮流控制器（UPFC）在电力系统中控制原理的分析,提出了一种计及UPFC的新型潮流算法,在原有潮流计算牛顿一拉夫逊法的基础上,将UPFC对系统的影响转移到对潮流方程的修正中去,选取新的状态变量,为电力系统稳态潮流控制打下了基础,算例支持了本文思想和算法的正确性。     

UPFC潮流控制与优化的研究

FACTS对电力系统暂态的控制作用已被广泛认可,但对稳态方面的作用仍需要进一步的研究。文中基于功率注入法,建立了统一潮流控制器（UPFC）的稳态模型,分析了UPFC的潮流控制特性,同时通过三维立体图像形象地显示出UPFC的控制范围。基于该模型,UPFC的潮流控制研究可转化为一个优化问题的求解。通过求解最优潮流问题可得到UPFC所在支路的传输功率、系统发电费用和系统网损。IEEE-14和IEEE-30节点系统的优化结果表明：UPFC对系统局部范围内的潮流有相当大的调节作用,但对于系统范围内的经济性目标却作用有限。这说明UPFC稳态控制能力依赖于系统的运行目标,因此UPFC在稳态下的最佳控制策略应该是与相应运行方式相结合的区域目标下的优化控制。该结论对UPFC的选址也有一定的参考价值。     

基于统一潮流控制器的并网风电场潮流分析

风电场因风速变化的不规律性将导致并网系统电压失稳.统一潮流控制器(UPFC)是柔性交流输电系统(FACTS)中功能最为全面的器件,能够维持风电场电压及并网系统的稳定运行.根据异步风力发电机的数学模型,以及UPFC的工作原理和控制策略,在DIgSILENT/PowerFactory中搭建了安装UPFC的风电并网系统模型,通过仿真风速突变时风电场的电压和功率情况.仿真结果表明,UPFC能够控制线路潮流,并能维持风电机组和系统的稳定.     

含FACTS元件的电力系统三相潮流分析

电力网络中加入FACTS元件改变了原有网络三相系统的结构,常规三相潮流应随之变化.该文针对此类问题在对几种典型FACTS元件潮流控制机理及常规三相潮流分析的基础上,建立了分别含TCSC,SVC和UPFC三类典型FACTS元件的三相潮流的三序解耦模型.将TCSC用等效阻抗并经相序变换成序参数,加人到常规三相潮流方程中作为...     

一种新的UPFC潮流计算模型

以往的统一潮流控制器UPFC(Unified Powernow Controller)的潮流计算模型要用到牛顿一拉夫逊法进行迭代求解，需要重新编制与之相应的潮流计算程序，因此费时费力。现提出一种新的UPFC等值模型，该模型适合利用已有的商业软件计算潮流，无需因为UPFC加入系统而重新编制潮流程序，因而可以大大减少工作量。该模型的主要设计思想是将系统中的UPFC用注入功率和恒定电压等值表示，从而将UPFC从等值网络中移去。该模型分为两部分，第一部分适用于UPFC的控制方式1和方式2，第二部分适用于控制方式3和方式4。一个IEEE—9节点的算例验证了该模型的有效性。     

含UPFC元件三相电力系统潮流模型和算法的研究

基于附加节点注入功率法,建立了统一潮流控制器( UPFC)在给定控制方式下的三相附加节点注入功率模型.在研究了UPFC 三相附加节点注入功率模型的基础上,运用三相解耦-补偿理论,对三相系统进行潮流计算.通过网络分析,说明了UPFC元件在改善系统的三相不平衡的作用.经算例仿真,验证了建立的UPFC三相潮流模型及运用算法的...     

统一潮流控制器的建模与控制研究综述

灵活交流输电系统（ＦＡＣＴＳ）技术是近几年来出现的一项新技术,统一潮流控制器（ＵＰＦＣ）是ＦＡＣＴＳ控制器中乞今最全面的控制器,可提供对传输线路参数（即电压、线路阻抗和相角）的全面动态控制,能够快速控制传输线路的有功和无功功率及母线电压。首先由考虑ＵＰＦＣ的电力系统潮流调节问题讨论了ＵＰＦＣ的建模,然后从控制角度综述了目前国内外研究ＵＰＦＣ的最新成果,概述了ＵＰＦＣ的各种控制策略,并分析了ＵＰＦＣ     

含统一潮流控制器的拟线性化动态最优潮流

统一潮流控制器(UPFC)具有强大的潮流控制能力,但是目前工程中的控制策略仅停留在控制站层面;含UPFC的动态最优潮流计算可以有效提高电网的安全性和经济性,但是其计算效率低、收敛性差,难以满足电网实时性要求。基于此,通过解耦、代换、热启动和迭代更新4个步骤,提出对初值不敏感的线性化动态最优潮流模型,并研究拟线性化的UPFC模型,最终建立含UPFC的拟线性化动态最优潮流模型。基于等值原理,从地区电网数据中提取南京西环网117节点等值系统,采用简化原对偶内点法对其进行求解测试,算例结果表明所建模型具有较高的计算效率和计算精度。     

基于节点电流注入法的UPFC潮流控制新方法研究

提出了一种基于节点电流注入法的改进的统一潮流控制器潮流控制的新方法:串联侧基于电流预测法实现对线路有功、无功功率的控制,并联侧用无功注入电流控制母线电压。利用电力系统综合程序(PSASP)的用户程序接口(UPI)功能,用C++语言编写了UPFC潮流控制模型的用户程序,与潮流程序交替求解,实现UPFC的控制功能。通过算例验证了该方法的正确性及有效性。所建模型无需改变UPFC两侧接入点的节点类型,控制灵活;基于节点电流注入法的思想对柔性交流输电系统控制器与其他商业软件的接口有借鉴意义。     

统一潮流控制器稳态性能研究

总结含统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)的系统潮流计算方法,在此基础上设计一个能与传统PQ潮流算法结合的UPFC潮流计算模型,将潮流计算结果与UPFC的稳态模型相结合,分析控制目标值与系统控制量、电气量的关系.提出一种用中间控制变量代替直接控制方式的潮流控制策略,仿真...     

基于树木生长算法的含UPFC的最优潮流计算

最优潮流(OPF)计算是一个非凸优化问题,统一潮流控制器(UPFC)的引入增加了OPF问题的非凸程度,使得基于内点法的传统优化算法难以获取全局最优解。文中提出基于树木生长算法(TGA)的计及UPFC的最优潮流计算方法,将发电成本与有功网损、电压偏移加权作为目标函数,并考虑网络与UPFC设备的安全运行约束,优化了OPF模型。最后基于IEEE 30节点系统以及南京西环网116节点实际系统进行算例测试,对比TGA、粒子群与内点法的结果,并使用蒙特卡洛方法对不同的启发式算法分别进行50次计算,验证了TGA具有更好的求解精度与鲁棒性。     

Power flow model/calculation for power systems with multiple FACTS controllers

This paper presents a new procedure for steady state power flow calculation of power systems with multiple flexible AC transmission system (FACTS) controllers. The focus of this paper is to show how the conventional power flow calculation method can systematically be modified to include multiple FACTS controllers. Newton–Raphson method of iterative solution is used for power flow equations in polar coordinate. The impacts of FACTS controllers on power flow is accommodated by adding new entries and modifying some existing entries in the linearized Jacobian equation of the same system with no FACTS controllers. Three major FACTS controllers (STATic synchronous COMpensator (STATCOM), static synchronous series compensator (SSSC), and unified power flow controller (UPFC)) are studied in this paper. STATCOM is modeled in voltage control mode. SSSC controls the active power of the link to which it is connected. The UPFC controls the active and the reactive power flow of the link while maintaining a constant voltage at one of the buses. The modeling approach presented in this paper is tested on the 9-bus western system coordinating council (WSCC) power system and implemented using MATLAB software package. The numerical results show the robust convergence of the presented procedure.     

Power system damping enhancement using unified power flow controller (UPFC)

The Unified Power Flow Controller (UPFC) can inject voltage with controllable magnitude and phase angle in series with a transmission line. It can also generate or absorb controllable reactive power. UPFC is expected to be able to damp power system oscillations more effectively than power electronics devices such as SVG and TCSC. In this paper, a control system design of a UPFC for power system damping enhancement based on the eigenvalue control method is proposed. It is made clear that the best design method for the power system damping enhancement is to determine steady‐state values of the UPFC control variables and the control parameters of the UPFC such as gains and time constants simultaneously, because the controllability of UPFC depends on the steady‐state values of UPFC and the power flow condition. The effectiveness of the proposed control system taking into account UPFC inverter ratings is verified by digital time simulation. Furthermore the effects of the input signals to the UPFC controller on small‐signal stability and transient stability enhancement are studied, and it is made clear that UPFC controllers using global information are more effective for power system damping enhancement than those using local information because global information has stronger observability for power system oscillations than local information. © 2000 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 133(3): 35–47, 2000