分布式潮流控制器选址定容及其效能评估

针对在不同位置安装差异化容量的分布式潮流控制器(distributed power flow controller,DPFC)会带来不同的调控效能这一问题,提出选址定容两阶段DPFC优化方法。阐述了DPFC结构演变及其装置原理,对比统一潮流控制器分析DPFC的特点及优势。基于串联侧的分布式结构,研究DPFC运行状态及空间转移模型。考虑到在电网不同位置安装差异化容量的DPFC将产生不同效能,制订选址定容两阶段DPFC优化方法,以最优成本获得电网性能提升的最佳效果和最大经济效益。基于DPFC对断面潮流均衡的影响度、对母线电压稳定贡献度来选取最优安装点,应用经济性成本/效益分析来迭代优化其容量。选取某省220 kV地区电网开展仿真分析,在该电网中进行DPFC优化配置以验证策略的可行性与正确性。仿真试验表明:优选地点能够有效改善断面潮流均衡性,优选装置容量可大幅提升断面输电能力期望,且该方式下DPFC效能比最大,电网总效益能够取得极大值。     

分布式潮流控制器控制系统设计与应用

分布式潮流控制器(DPFC)通过向线路注入串联补偿电压来增加或减少线路的电抗,实现了线路潮流调节功能,提升了线路输送能力,有效解决了电网供电断面超限问题。对DPFC主电路拓扑、控制架构、控制策略及保护配置进行了分析,设计了DPFC装置控制系统。经工程应用验证,DPFC装置可实现线路潮流调节功能,并可有效解决电网供电断面超限问题。     

基于两阶段优化的分布式潮流控制器配置方法

分布式潮流控制器(DPFC)作为一种布点灵活、易扩展的分布式柔性交流输电系统(FACTS)设备,可有效改善潮流分布、提升系统承载能力。然而DPFC的潮流控制效果在极大程度上依赖于其配置方案。为此,基于混合整数线性规划方法构建了电网承载能力和DPFC配置最优的两阶段优化数学模型:第1阶段模型考虑电网约束及DPFC物理和运行特性约束,实现系统承载能力的最大化;第2阶段模型将系统最大承载能力作为运行条件,通过优化DPFC的投资费用,确定DPFC安装位置及容量的最优配置信息。IEEE-RTS79及某地区实际电网中的算例结果表明了所提方法的有效性和合理性。     

分布式潮流控制器控制保护策略研究

近些年,随着波动性与间歇性新能源电源的大规模接入,具有成本效益与功能强大优势的分布式潮流控制器(Distributed Power Flow Controllers, DPFC)在国内外逐步得到关注,并有多个工程项目相继投产运行。为提高DPFC运行的安全可靠性,结合DPFC的组成结构,研究了DPFC运行时可能发生的故障类型,并构建了各故障类型对应的等效电路。基于等效电路模型,分析并提取了串联耦合变压器故障、IGBT器件故障、触发信号丢失/直流电源损坏等故障情况下DPFC装置子模块的外在表现特征。结合故障特征与DPFC的启停动作时序,提出了DPFC的保护配置方案,并提出了DPFC变压器过压、直流电容过流、直流电容过压以及直流电容失压的保护策略。基于PSCAD/EMTDC构建了含DPFC的电磁暂态模型。仿真结果表明,所提保护配置方案及保护策略可以有效兼顾DPFC多种故障保护的需求。     

分布式潮流控制器经济性评估方法与差异化规划研究

为实现考虑分布式潮流控制器(distributed power flow controller,DPFC)特点的效能评估及差异化规划问题,提出了DPFC经济性评估体系及规划模型。介绍了DPFC的结构及运行原理针。对DPFC的特性,统筹考虑了DPFC生命周期内产生的各项成本及运行效益,提出了差异化经济性评估指标,并分析了DPFC的布点位置、容量及串联侧分布个数对经济性指标的影响,在此基础上提出了DPFC差异化规划的优化配置模型。针对某省500k V电网算例进行仿真,通过电压薄弱点确定备选布点位置,然后通过求解DPFC差异化规划模型最终得到安装容量并确定了DPFC的最佳安装方案,证明了DPFC的控制作用及本文提出方法的有效性。     

适用于多端直流输电系统的模块化多端口直流潮流控制器

针对多端直流输电系统潮流控制技术问题,提出了一种模块化多端口直流潮流控制器(MM-DPFC)。与现有DPFC相比,其在保留无需配备外部电源、输电线路功率双向可控以及多端口输出等优势的基础上,保证了DPFC各端口输出电压可基于本地进行独立控制,避免了传统多端口DPFC对输电系统主换流站直流输出电压调节的依赖,增强了其控制方式的灵活性与系统的可靠性。同时,其采用标准模块化设计,易于实现后期的端口拓展与系统冗余。文中首先详细分析了该控制器的拓扑结构与工作原理;然后,设计了相应的控制策略,保证了控制器的有效运行;最后,通过仿真与实验对其进行了多种工况下的验证。     

基于多指标效能分析的分布式潮流控制器选址定容优化策略

针对统一潮流控制器的推广受制于其可靠性及制造成本的问题,分布式潮流控制器(DPFC)应运而生,文中详细论述了DPFC的拓扑结构与工作原理,并对DPFC的特点及优势进行了分析。考虑到DPFC在电网中的安装位置及接入容量会直接影响其控制效能的发挥,制定了基于多指标效能分析的DPFC选址定容两阶段优化策略。首先,基于DPFC对系统潮流均衡的影响程度确定最优安装地点,然后再应用经济性成本/效益分析进行容量的优化。在IEEE 30节点系统中进行DPFC的优化配置以验证策略的可行性与有效性,仿真结果表明DPFC接入系统后能够有效改善电网多方面的效能。     

直接式AC/AC型混合配电变压器及其在配电环网潮流柔性调控中的应用

为满足未来配电网智能化的发展需求,实现配电环网潮流柔性调控,提出了一种能够满足城市配电环网潮流柔性调控的直接式AC/AC型混合配电变压器(AC/AC-HDT)。提出了AC/AC-HDT的拓扑结构并对其运行原理、优势进行分析与对比。基于此,结合现有配电环网的主要闭环方式,提出了含AC/AC-HDT的城市配电环网组网方案。基于配电环网潮流调控基本原理,给出了AC/AC-HDT在城市配电环网潮流调控中的策略流程。通过实验室AC/AC-HDT原理样机的搭建以及含AC/AC-HDT的双电源配电环网潮流调控效果的仿真分析,验证了所提直接式AC/AC-HDT拓扑的合理性以及其在配电环网潮流柔性调控中应用的可行性。     

分布式潮流控制器提升最大输电能力期望和供电可靠性的效能研究

由于统一潮流控制器的广泛应用受制其可靠性及成本高昂等不足,分布式潮流控制器(distributed power flow controller,DPFC)应运而生。为分析DPFC提升最大输电能力期望和供电可靠性的效能,需要将该装置纳入大电网可靠性评估中。针对其分布式串联侧进行结构解析,从而确定DPFC的运行状态及空间转移模型,通过马尔科夫过程可求解出DPFC各状态平稳概率与故障/修复率。基于此,建立含DPFC的系统潮流计算模型,并提出从断面最大输电能力期望和供电可靠性两大角度来综合评价DPFC效能的研究方法。经IEEE-RTS79算例分析表明:所述方法能够有效评价DPFC在电网可靠性方面的改善能力,可以从可靠性角度来确定DPFC最优配置方案,从而为实际工程提供一定指导意义。     

分布式潮流控制器的阻尼控制研究

分布式潮流控制器(distributed power flow controller, DPFC)具有很好的潮流调控性能和安装运维便捷性,已在国内外多个工程进行示范应用。为分析DPFC的阻尼作用机理,基于简单电力系统,构建了含DPFC的系统方程。以表征DPFC子单元对系统调制深度的DPFC输出电压幅值和相角为控制变量,推导了含DPFC简单电力系统的线性化状态方程。构建了DPFC输出电压幅值和相角对系统发电机的电角速度增量、交轴暂态电动势以及强制空载电动势控制作用的表达式。提出了DPFC具备阻尼转速变化能力的判据,得出了当DPFC总输出电压往容性电压方向增大时,系统阻尼也会随之增大的结论。在DPFC输出电压控制环节的基础上,设计了基于相位补偿的DPFC附加阻尼控制器。仿真结果验证了所提方法可以将发散的振荡在较短时间内有效拉回新的稳定点。