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。     

基于极大极小值原理的UPFC控制器设计

统一潮流控制器（UPFC）是一个多功能柔性交流输电系统（FACTS）装置，而电力系统的运行条件经常变化，如何协调设计UPFC的多控制通道并确保电力系统大范围稳定是一个难点。文中以特征值尽可能位于远离虚轴的左半平面为目标函数，将阻尼控制器的参数优化问题转化为一个极大极小值优化问题，并通过一种两种群遗传算法加以求解，以适应电力系统运行条件的大范围变化。与传统的控制器设计方法相比较，文中所提出的方法具有设计简便、智能化程度高、控制器适应性好的优点。以新英格兰测试系统为例，设计了UPFC控制器以抑制系统中可能发生的低频振荡。时域仿真结果表明基于极大极小值原理设计的UPFC控制器能适应宽广运行条件的变化，确保系统的大范围稳定。     

UPFC动态特性仿真研究

以具体的统一潮流控制器（UPFC）电路结构为基础，采用MATLAB中的动态仿真工具SIMULINK建立了UPFC的详细仿真模型，并以一个含UPFC的简单电力系统为例，仿真分析了UPFC的静、动态运行特性。从对仿真结果的分析可以看出，当以常规的潮流控制为目的时，在系统受扰的情况下，UPFC的运行可能会严重偏离其正常运行条件并加剧系统的故障状态。     

水轮机组快速自动准同期控制研究及其电站应用

本文介绍了一种用于水轮发电机组快速行动准同期控制的方法，它采用频差控制和相角控制的复合控制方案，可使机组与电网的频差和相差信号在同期点附近周期摆动，提供每分钟多达6到9次的并网机会。文中还分析了复合控制器参数与同步控制系统控制器参数之间的关系，给出了实验室内动态实时仿真与电站运行结果。     

基于多目标进化算法的TCSC与SVC控制器协调设计

以可控串补（TCSC）与静止无功补偿器（SVC）两种FACTS装置为研究对象，通过理论分析指出了TCSC与SVC联合运行时不同控制目标间的矛盾，并通过一多机系统时域仿真实例，介绍了TCSC与SVC控制器之间存在的交互影响。仿真表明：单独设计且运行良好的SVC与TCSC控制器，并不能保证两者同时投运工况下控制器的性能。将FACTS功能控制器的协调问题转化为一多目标优化问题，采用多目标进化算法（MOEA）优化控制器参数，得到一组Pareto优化解集，时域仿真验证了协调控制器的控制效果良好。     

含PQV节点的潮流计算在UPFC中的应用

首先对统一潮流控制器(UPFC)在电力系统中的控制方式进行了研究，进而提出了一种计 及UPFC的含PQV节点的潮流计算方法。该方法能方便地计算出UPFC的控制参数，IEEE14 节点系统及IEEE30节点系统的仿真结果验证了其有效性。     

统一潮流控制器对继电保护运行影响的仿真研究

利用基于实际法建立的RAZFE型距离保护的仿真软件，对含有统一潮流控制器( UPFC)的交流系统进行了仿真 计算；并通过设置不同类型的故障，将此系统与普通的交流 输电系统继电保护装置的动作行为进行分析比 较，发现UPFC安装在保护线路的背后时，保 护动作信息将有所变化，但不影响保护的正确动作。这 种将保 护装置的数字仿真与含有UPFC的FACTS系统的数字仿真相结合的方式，为研究FACTS元 件对输电系统原有继 电保护的影响提供了一条新的途径。     

线路功率波动对统一潮流控制器动态行为的影响

在详细理论分析的基础上，利用电磁暂态仿真程序(EMTP)对线路功率以不同频率波动时统 一潮流控制器 (UPFC)的动态行为进行了仿真研究，仿真结果表明了UPFC在潮流控制方面具有 优良特性；同时也 发现，电 力系统非正常工作状态有可能引起UPFC直流侧电压波动并危及装置安全。     

利用多端统一潮流控制器阻尼多模态振荡

研究了多机系统中使用统一潮流控制器（UPFC）抑制电力系统多模态振荡的可行性。首先推导了作为UPFC概念延伸的多端统一潮流控制器（MUPFC）的非线性动态模型和线性化的Phillips-Heffron模型。利用UPFC和MUPFC具有多个控制回路的特点，提出在其多个控制回路上附加多个阻尼控制器来阻尼多模态振荡。通过模态分析，采用可控性指标对系统中的各个弱阻尼模态选取有效的控制回路，并设计了附加阻尼控制器。仿真结果表明，通过该方法确定的在一个UPFC或MUPFC上设置的多个附加阻尼控制器能够成功实现对电力系统多模态振荡的抑制。     

统一潮流控制器的非线性控制

通过独立控制线路的有功和无功功率，统一潮流控制器（UPFC）能够大大提高线路的传输能力。为实现这一目标，装置需要尽可能快的动态响应速度和稳定性。文中提出一种适用于UPFC装置的非线性控制策略，该控制器的理论分析基于同步旋转坐标系，充分考虑了UPFC模型的非线性特点，采用反馈精确线性化的方法进行分析。在此基础上设计得到的控制器较之传统的PI控制和解耦控制策略具有更好的稳定性和更快的动态响应。在EMTDC/PSCAD平台下的仿真结果验证了这种控制策略的优越性能。