一种分布式潮流控制方法研究

将用于统一潮流控制器串并联变流器间有功功率交换的公用直流电容去掉,在串联侧采用分布式串联补偿技术,形成一种分布式潮流控制方法.根据不同频率分量叉乘的积分为零,不同频率下的有功功率彼此独立的特性,得出变流器吸收某个频率的功率,可以发出等量的其他频率功率的结论.基于该结论,使用在三相系统中彼此独立的3次谐波,通过输电线路取代被去掉的公用直流电容实现该分布式潮流控制器串并联变流器间有功功率的交换.仿真结果表明:该装置不仅具有统一潮流控制器的所有功能,而且由于串并联变流器的彼此独立及串联侧多个变流器的使用,提高了装置的可靠性、降低了装置的成本.     

分布式潮流控制器对系统功率控制的研究EI北大核心CSCD

为了深入研究分布式潮流控制器对系统功率控制的特性,得出分布式潮流控制器的串并联等效模型,给出分布式潮流控制器的控制系统。采用分布式静止无功补偿器单相等效电压源建模的方法对分布式功率潮流控制器的基波和三次谐波分别建立了系统模型,并建立了串并联变流器交换的三次谐波有功功率与直流电容的数学模型。基于该等效模型,推导了分布式潮流控制器的最大功率调控范围,设计了以串联侧基波电压为控制变量、线路有功无功为控制目标的串联侧基波控制器,得出了以三次谐波电压为控制变量、直流电压为控制目标的控制器。静动态仿真研究表明,所提出的分布式潮流控制器的数学模型和控制系统是正确的,为分布式潮流控制器的进一步研究提供了理论依据。     

分布式潮流控制器对系统功率控制的研究

为了深入研究分布式潮流控制器对系统功率控制的特性,得出分布式潮流控制器的串并联等效模型,给出分布式潮流控制器的控制系统。采用分布式静止无功补偿器单相等效电压源建模的方法对分布式功率潮流控制器的基波和三次谐波分别建立了系统模型,并建立了串并联变流器交换的三次谐波有功功率与直流电容的数学模型。基于该等效模型,推导了分布式潮流控制器的最大功率调控范围,设计了以串联侧基波电压为控制变量、线路有功无功为控制目标的串联侧基波控制器,得出了以三次谐波电压为控制变量、直流电压为控制目标的控制器。静动态仿真研究表明,所提出的分布式潮流控制器的数学模型和控制系统是正确的,为分布式潮流控制器的进一步研究提供了理论依据。     

级联H桥分布式潮流控制器的电压、阻抗和功率等值建模

级联H桥分布式潮流控制器(Distributed Power Flow Controller,DPFC)无需使用升压变压器,可以直接串联进高压交流输电线路对线路有功功率进行控制.本文深入分析了分布式潮流控制器的电压和电流相量关系,建立了感性工况和容性工况通用的级联H桥分布式潮流控制器稳态数学模型,提出了分布式潮流控制器的电压、阻抗和功率的等值变换模型,其中阻抗等值模型可以将分布式潮流控制器输出电压与其等值电抗进行等值变换,功率等值模型可以将分布式潮流控制器输出电压与其串联线路首端或末端输送功率进行等值变换,用于对分布式潮流控制器的运行潮流、参数选型等进行计算分析.电磁暂态仿真结果验证了分布式潮流控制器等值模型的准确性,当分布式潮流控制器输出电压增大时,其等值电抗也将增大,线路输送有功功率将减小.     

统一潮流控制器功率解耦控制策略的研究

针对统一潮流控制器(UPFC)在调节电力线路潮流过程中存在的有功和无功功率相互影响等问题,通过分析UPFC数学模型,从UPFC实现传输线路潮流调节作用的角度出发,提出了并联变流器稳压控制、电压电流双闭环控制方法和串联变流器电压、电流、功率三环解耦控制策略,实现了UPFC直流电容电压恒定、输入端交流母线电压稳定和独立调节有功、无功潮流的功能。通过搭建UPFC并网仿真模型,验证了该控制策略在电力系统潮流调节中的有效性和可行性。     

一种适用于配电网的新分布式潮流控制器拓扑

常规分布式潮流控制器(DPFC)需通过3次谐波电流以实现串联侧与系统的有功功率交换,串联侧所在支路首末端分别需△/YN、YN/△联结型变压器,因此在配电网中的安装地点受到一定限制.为此该文提出一种适用于配电网的新DPFC(NDPFC)拓扑;分析NDPFC工作原理,应用配电网典型系统验证其潮流调节范围与调控特性;此外,研究NDPFC串并联侧电磁暂态数学模型,为提高鲁棒性与控制精度,提出一种采用三环控制的串联侧Ⅰ、Ⅱ控制策略;最后,在不同配电网场景下,通过仿真验证了NDPFC可实现配电网综合潮流调控、补偿三相不平衡、促进新能源消纳,有效地提高了配电网电能质量.     

基于半定规划法的含分布式潮流控制器最优潮流

分布式潮流控制器能够灵活地提升现有线路的输电能力,从而降低系统运行成本,但该设备的引入会增加电力系统最优潮流问题的复杂度与非凸程度。针对分布式潮流控制器的结构及原理进行了分析,提出一种简化的稳态功率模型,并考虑到装置运行时各串联单元自身容量限制,给出实际电网中分布式潮流控制器线路的潮流可行域。基于此,采用对初值选取不敏感的半定规划法建立含分布式潮流控制器的系统最优潮流模型,并选用原对偶内点法进行求解。算例测试结果表明,所提方法能有效解决含分布式潮流控制器的系统潮流优化问题。     

基于初值估算和潮流可控范围的UPFC潮流收敛特性研究

变流器电压初值不合理或潮流设定值过大,将导致含统一潮流控制器(UPFC)电网潮流收敛到实际不可行解,或超过串联变流器的电压约束范围。提出基于初值估算的两阶段潮流算法,根据第一阶段常规潮流结果估算串联变流器电压相角,将其作为第二阶段潮流初值,解决了潮流收敛性对变流器电压初值敏感的问题。利用拓展雅可比矩阵,建立UPFC串联控制变量对潮流控制目标可调范围的灵敏度模型,量化串联变流器电压对潮流控制范围的影响,避免因控制目标不合理引起潮流发散或串联变流器电压越限。算例结果验证了所提算法的可行性和正确性。     

孤岛运行的微电网潮流计算方法研究

提出改进潮流计算方法,将各分布式电源视为松弛节点,免去系统平衡节点的设定,考虑了孤岛运行的微电网三相对称及不对称潮流的情况.采用牛顿迭代法,以与IEEE-5节点系统相同网络结构的微电网为例,将之与传统潮流计算进行对比.算例分析了含有不同分布式电源的发电系统及其有功/无功调节能力、不同负荷模型等情况.该方法物理意义明确,计算简单,计算潮流的同时反映系统频率的变化,较传统潮流计算方法更适于孤岛运行的微电网潮流计算.     

统一潮流控制器的分析与控制策略

文中分析了统一潮流控制器（UPFC）系统的电压、无功功率和有功功率的平衡,得到了与UPFC控制相关的2个重要结论。首先,分析表明在UPFC输入端电压保持不变的情况下,线路无功潮流的变化实际上是由并联变换器提供的;其次,UPFC端电压既可以从发送端控制也可以从接收端控制。基于以上分析,提出了一种新颖的UPFC控制策略。在该策略中并联变换器控制UPFC直流母线电压和输电线无功潮流,而串联变换器控制UPFC输入端母线电压幅值和输电线有功潮流。同时,在控制系统中加入有功／无功功率协调控制,可在潮流调节中获得良好的静态、动态性能。最后,通过实验验证了所提出的控制策略的有效性。     

非调谐型相间功率控制器的分析与计算

调谐型相间功率控制器（IPC）是一种串联型控制装置,其突出的特点是具有很强的线路有功输送功率控制能力和短路电流限制能力。与调谐型IPC比较,非调谐型IPC体现出具有保持同步能力的不同的有功功率控制特性,而且在不同的运行条件下,可以灵活地设计出具有不同特性的非调谐型IPC。章从性能方面对调谐型IPC以及非调谐型IPC的两个基本方案,即并联电容型IPC和并联电感型IPC做了比较。对一简化电力系统的潮流计算及暂态稳定分析表明,非调谐型IPC能够控制线路输送功率并保持串联线路的同步能力。     

统一潮流调节器实验装置的研究

描述了确定统一潮流装置(UPFC)参数的详细方法和步骤,按UPFC的功率模型确定了串联侧注入输电线路的电压幅值和相角、流过串联变换器的电流、并联侧变换器向系统注入的电流、串并联侧交换的有功功率、UPFC串联侧出口电压和并联侧接入母线电压的运行约束值.一套15kVA用于动模系统试验装置的基于EMTDC的仿真结果证明了在满足运行约束条件下,UPFC能快速有效的改善系统的电压和潮流.     

基于背靠背 VSC-HVDC 电网间同期并列装置实现UPFC 的仿真研究

基于电压源型换流器(VSC)能够同时独立控制有功功率和无功功率的原理,对背靠背VSC-HVDC同期并网装置结构和统一潮流控制器(UPFC)电路主拓扑结构进行分析,提出一种基于功率传递方式实现电网并网与UPFC功能相结合的控制策略。电压源型换流器完成同期并网操作后,采用断路器状态作为特征信号闭锁并联侧和串联侧的换流器,通过相关电气设备的操作完成UPFC结构的转换,改变换流器控制策略以实现潮流调节功能。同一装置在不同模式下实现多种功能,提高了电力系统的稳定性和自动化程度,增加设备的使用率。本文利用PSCAD/EMTDC仿真软件验证了该方法的有效性和可行性。     

基于功率圆的分布式电源优化配置研究

分布式电源接入配电网,会对配电网潮流、线路损耗、继电保护等方面产生影响,因此有必要对其接入位置和接入容量进行研究。以配电网馈线潮流为基础,考虑到分布式电源的最大供电范围,利用功率圆的概念,建立了含分布式电源的有功功率网损目标函数,通过在功率圆内利用支路权值的启发式搜索策略,得出DG在配电网中的最佳接入位置。对实际算例分析,验证了该方法的有效性和可行性。     

孤岛运行的微电网潮流计算方法研究

提出改进潮流计算方法,将各分布式电源视为松弛节点,免去系统平衡节点的设定,考虑了孤岛运行的微电网三相对称及不对称潮流的情况。采用牛顿迭代法,以与IEEE-5节点系统相同网络结构的微电网为例,将之与传统潮流计算进行对比。算例分析了含有不同分布式电源的发电系统及其有功/无功调节能力、不同负荷模型等情况。该方法物理意义明确,计算简单,计算潮流的同时反映系统频率的变化,较传统潮流计算方法更适于孤岛运行的微电网潮流计算。     

UPFC的交叉耦合控制及潮流调节能力分析

研究了UPFC控制传输线路潮流能力，通过对系统功率平衡及UPFC的潮流控制特性分析，在三维空间中绘出了UPFC各部分的功率运行曲面，为有效选取UPFC各部分的功率容量和判断潮流控制方案的可行性提供了一个直观的手段，说明了在UPFC中采用交叉耦合控制的可行性。利用串联变换器注入传输线路电压的d轴分量控制传输线路上的无功潮流，用q轴分量控制传输线路上的有功潮流。控制系统设计中利用频率特性法得到了功率环PI调节器的参数。实验结果表明采用文中所述的控制策略能够使UPFC有良好的潮流调节性能。     

含分布式电源的弱环配电网三相潮流计算

配电系统中引入分布式电源形成分布式发电系统后,引起有功功率和无功功率的数量和方向的改变。分布式电源不能简单处理为PQ节点,传统的配网潮流算法已不适用。在基于常见分布式电源运行方式和控制特点的基础上,建立各种分布式电源在潮流计算中的节点模型,考虑配电网三相参数不平衡和环网问题,提出适用于含多种分布式电源的弱环配电网的前推回推三相潮流算法。     

UPFC的交叉耦合控制及潮流调控性能分析

本文研究了UPFC控制传输线路潮流能力，通过对系统功率平衡以及UPFC的潮流控制特性分析，在三维空间中绘出了UPFC各部分的功率运行曲面，为有效选取UPFC各部分的功率容量和判断潮流控制方案的可行性提供了一个直观的手段，说明了在UPFC中采用交叉耦合控制的可行性。利用串联变换器注入传输线路电压的d轴分量控制传输线路上的无功潮流，而用q轴分量来控制传输线路上的有功潮流。控制系统设计中利用频率特性法得到了功率环PI调节器的参数。最后实验结果表明采用文中所述的控制策略能够使得UPFC有良好的潮流调节性能。     

统一潮流控制器的分析与控制策略

文中分析了统一潮流控制器（UPFC）系统的电压、无功功率和有功功率的平衡，得到了与UPFC控制相关的2个重要结论。首先，分析表明在UPFC输入端电压保持不变的情况下，线路无功潮流的变化实际上是由并联变换器提供的；其次，UPFC端电压既可以从发送端控制也可以从接收端控制。基于以上分析，提出了一种新颖的UPFC控制策略。在该策略中并联变换器控制UPFC直流母线电压和输电线无功潮流，而串联变换器控制UPFC输入端母线电压幅值和输电线有功潮流。同时，在控制系统中加入有功/无功功率协调控制，可在潮流调节中获得良好的静态、动态性能。最后，通过实验验证了所提出的控制策略的有效性。     

UPFC装置参数设计研究

设计了一套统一潮流控制器装置,确定它的装置容量后,按其功率模型确定了串联侧注入输电线路的电压幅值、流过串联变换器的电流、并联侧变换器向系统注入的电流、串并联侧交换的有功功率、UPFC串联侧出口电压和并联侧接入母线电压的运行约束值。一套15kVA用于动模系统试验装置的仿真结果证明了在满足运行约束条件下,本文所设计的UPFC能快速有效改善系统的电压和潮流。