UPFC在线路故障下对系统影响分析

UPFC作为FACTS设备中功能最强大的一员,既可以控制电压,又可以控制线路潮流功率,并且具有阻尼系统振荡的功能。首先利用Pscad软件包建立了UPFC的动态模型,并分别考虑在系统线路三相故障时未安装UPFC和加入UPFC的情况。研究表明UPFC可以有效减小故障后的电压跌落的幅值,对故障后线路功率具有快速恢复特性。     

统一电能质量控制器的建模与仿真

统一电能质量控制器可同时补偿电网畸变电压和抑制负载谐波电流。为此,构造了一种基于反向传播算法的三层前馈神经网络用来检测并联型有源电力滤波器的谐波电流,离线训练收敛后实现在线功能,对串联型有源电力滤波器谐波电压检测采用了畸变电压参考量比较检测方法;建立了统一电能质量控制器的系统仿真模型,利用其对各种电能质量问题的补偿性能进行了仿真研究,并对补偿前后负载和电源电流/电压进行了频谱分析。研究结果表明,统一电能质量控制器集电压补偿、电流补偿于一体,可有效实现多重电能质量调节功能。     

高压配电网电能质量综合补偿系统

提出了一种具有谐波与无功综合治理功能的高压配电网电能质量综合补偿系统,该系统主电路由注入式混合型有源电力滤波器(IHAPF)和晶闸管控制电抗器(TCR)组成。首先分析了系统的基本工作原理,并对高压配电网电能质量综合补偿系统的谐振抑制特性进行了研究;其次,对高压配电网电能质量综合补偿系统的控制方法进行了研究,提出了电压、电流双闭环的控制方法实现谐波与无功的综合动态治理;最后,对高压配电网电能质量综合补偿系统的整体性能进行了仿真和实验验证,结果表明该系统可以有效地实现谐波与无功的综合动态治理,并适用于配电网,达到高品质节能的目的。     

基于谐波变化的电容器故障预警与仿真

针对交流滤波器的电容器组件易出现故障问题，结合监测系统的电能质量数据，提出了一种基于谐波滤除率变化的交流滤波器电容器组故障诊断方法。通过采集电能质量监测谐波数据，并计算分析谐波滤除率变化，判断谐波滤波电容故障，进而实现对电容故障预警。利用MATLAB软件建立含有双调谐交流滤波器的电路模型，仿真结果有效证实了方法的可靠性。该故障诊断方法在无需安装额外设备的情况下，能够提前发现设备故障及预警，方便管理、成本较低。     

UPFC提高异步风电机组故障穿越能力的分析

针对并网风电场故障期间无功不足的问题,采用新型动态无功补偿装置是必然趋势。根据异步风力发电机模型、统一潮流控制器（UPFC）的工作原理与控制策略,建立了含UPFC装置的风电场并网系统仿真模型。仿真对比分析了异步风电场安装SVC和安装UPFC装置时发生短路故障后的故障穿越能力;分析了暂态过程风电机组超速的原因,并研究了异步风力电机组成的风电场故障前后电压、功率和转速变化情况。仿真结果表明,与SVC相比,新型无功补偿装置UPFC作为风电场无功电源,其响应速度更快,风电场暂态稳定性得到更好地改善。     

有源滤波器在改善电能质量中的应用

针对目前电力系统存在的电能质量问题,为大功率电力电子器件的普遍应用造成的谐波污染问题和负载无功功率需求过大引起的电压波动问题,文中使用可同时对系统谐波和无功需求进行补偿的有源滤波器(APF)进行电能质量的改善,其谐波检测基于瞬时无功功率理论的Ip-Iq电流法,结构使用具有投切灵活、保护装置简单的并联型APF,并采用滞环电流控制.通过MATLAB/SIMULINK仿真证明了APF对系统电能质量改善的有效性.     

一种改善三相不平衡下逆变器并网系统电能质量的新方法

针对典型的逆变器并网系统,研究三相不平衡度对公共并网点(PCC)电能质量的影响。三相不平衡电压经序分量分解后,由瞬时功率可推导其对并网逆变器直流侧二倍频波动量的影响,结合开关函数的傅里叶表达式,分析逆变器交直流侧交互影响机理,同时经过数学推导得出公共并网点的谐波特性。基于此谐波特性,建立由有源滤波器和无源滤波器组成的混合电力滤波器(HPF),达到改善并网电能质量的目的。利用Matlab/Simulink软件搭建三相不平衡并网系统,检测特定次谐波与理论推导值作对比,考虑并网系统具有的谐波特性,建立HPF滤波模块,验证了HPF在提高电网电压三相不平衡时并网系统的电能质量方面具有优越性。     

适用于双馈风电系统的九开关型统一电能质量调节器

为减小电压谐波、电压跌落与骤升、电压不平衡等电能质量问题对双馈感应发电机(DFIG)风电系统的影响,在对多种统一电能质量调节器(UPQC)拓扑结构研究对比和九开关变换器建模分析的基础上,提出一种应用于双馈风电系统的九开关型UPQC方案。在对UPQC电压、电流补偿单元运算电路建模的基础上,设计相应的控制策略。按照电网工况,设定谐波电流补偿、轻度电压补偿、重度电压补偿3种工作模式,优化UPQC运行方案。仿真与实验结果表明,九开关型UPQC可以有效治理电压、电流谐波,消除电压偏差与相位跳变,提高DFIG机端电能质量,使机组可以在多种故障电压工况下实现柔性故障穿越。     

谐波治理设备在供电系统中的应用

随着电力电子设备的广泛应用,供电系统中产生大量谐波,导致电压畸变、电能质量下降等问题。针对电力系统中谐波产生的机理和谐波治理措施的分析,对比有源滤波和无源滤波的性能,提出了采用有源滤波谐波治理的方案,并分析了有源滤波器的工作原理。通过具体实例,测试验证有源滤波器投入前后谐波的治理情况。运行结果表明,根据实际用例,选择不同的安装方案和适当的容量,采用有源滤波器可以有效地抑制谐波,提高功率因数,保证供电系统的安全运行。     

光伏并网配电系统谐波治理的分析与研究

为了补偿光伏并网配电系统中谐波电流,采用矢量静态坐标转换和最大功率点跟踪电压控制相结合的方法,引入有源电力滤波器进行谐波电流检测和补偿,并在光伏发电的试验平台上进行试验.试验结果表明,光伏发电系统的配电网中引入有源电力滤波器能够适时、准确地补偿电流,稳定电压,保证电能质量.     

基于PSCAD/EMTDC的统一潮流控制器动态仿真模型

设计了组成统一潮流控制器(UPFC)的动态仿真模型的各个模块,包括正弦脉宽调制(SPWM)信号产生模块、电压源变换器(VSC)控制模块和UPFC控制器的比例积分(PI)控制电路.首先采用三相桥式全控电路组成VSC,VSC的开关器件采用绝缘栅双极性晶体管(IGBT),门极信号按SPWM的方式产生.然后通过分析线路传输功率方程设计了一个简单的PI控制器,并构成完整的UPFC仿真模型.还基于该动态模型对UPFC在功率调节、电压控制和抑制振荡等方面的功能进行了仿真分析.仿真结果表明该UPFC仿真模型在线路功率发生较大变动时能使线路快速恢复;在系统发生三相短路时能有效减少系统的功率损失和减小母线电压的暂降幅度;在系统发生功率波动时还能大幅度减小振幅.     

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     

统一潮流控制器在动态模拟系统中的应用

建立了同步发电机和无穷大容量母线组成的动态模拟系统，考察统一潮流控制器(unified power flow controller，UPFC)在此系统下的稳态和暂态特性。以调节某条线路的有功潮流为例考察了UPFC装置在动模系统中的稳态运行情况，包括潮流和功角的变化情况，仿真和实验结果表明，UPFC能快速平稳地改变系统线路间的潮流分布。在暂态实验中分析了UPFC能改善系统同步稳定性的原因，并通过仿真证实了UPFC装置对功角和潮流的振荡具有抑制作用。     

Investigation of SSR characteristics of unified power flow controller

The unified power flow controller (UPFC) is the most versatile flexible ac transmission system (FACTS) controller which can be used to control active and reactive power flows in a transmission line in addition to the bus voltage. The active series compensation is provided by injecting series reactive voltage. The voltage at the two ports of UPFC are regulated by control of shunt current and series real voltage. It also has several operating control modes such as voltage and power regulation, line impedance compensation, etc. This paper presents the analysis and study of sub-synchronous resonance (SSR) characteristics of UPFC. The various combination of operating modes of shunt and series converters are considered for investigating their effect on SSR characteristics.The analysis of SSR with UPFC is carried out based on frequency domain method, eigenvalue analysis and transient simulation. The frequency domain method considers D-Q model of UPFC for the computation of damping torque for quick check in determining torsional mode stability. The study is performed on IEEE First Benchmark Model (FBM).     

统一潮流控制器在风电机组并网运行中的应用

大规模风电并网改变了原来电网的潮流分布、线路传输功率以及电网故障时的暂态特性。将统一潮流控制器(UPFC)应用于异步风电机组并网的环形输电网络模型中,研究UPFC改善风电并网的性能。通过设计UPFC并联侧的双闭环反馈控制,设置风电输出线路三相短路故障来研究UPFC提高风电场低电压穿越能力。再建立UPFC串联侧有功与无功的独立控制系统,向输电线路输出补偿电压,研究其优化风电并网系统的潮流分布能力。在Matlab/Simulink软件中建立模型,仿真结果表明基于UPFC强大的无功补偿能力与潮流控制能力,UPFC能够显著提高风电并网的低电压穿越能力和优化潮流分布。     

含统一潮流控制器装置的电力系统动态混合仿真接口算法研究

提出了一种新的含UPFC装置的电力系统动态混合仿真接口算法，算法中对UPFC采用动态相量建模，对电力系统网络则采用成熟的机电暂态仿真。仿真中UPFC并联侧采用定交流母线电压控制和定直流电容电压控制，串联侧采用定线路潮流控制。文中推导了UPFC的动态相量模型，讨论了与网络机电暂态模型的接口算法。研究分析和算例仿真表明：使用动态相量建模可精确地仿真UPFC的电磁暂态（EMT）过程，且仿真速度快；文中所提混合仿真方案能保证较快的仿真速度和优良的仿真精度，具有较好的收敛性，且可用于含UPFC等FACTS装置的系统发生不对称故障时的暂态稳定分析。     

500kV统一潮流控制器提高大容量直流馈入系统电压稳定性的研究

500 kV统一潮流控制器作为一种新型的动态电力电子设备可用于控制受入通道的有功潮流,合理分配受端电网受入的电力;同时,统一潮流控制器又可同时作为动态无功设备为系统提供无功支撑。文章对含500 kV统一潮流控制器的大容量直流馈入系统展开电磁暂态分析,对交直流系统、统一潮流控制器以及相关控制系统进行详细PSCAD建模,并根据统一潮流控制器并联侧的动态特性设定无功响应策略。结果表明,统一潮流控制器可提升大容量直流馈入系统的电压稳定性,同时可缓解近区直流换相失败的情况。     

A SVD based controller of UPFC for power flow control

Unified Power Flow Controller (UPFC) is a versatile Flexible AC Transmission System (FACTS) device that has the capability of controlling voltage, power flow, and stability of a power system. It has been reported that the control of power flow by a UPFC introduces very strong dynamic interactions between the active and reactive power flow through a line. In this paper, a singular value decomposition (SVD) based controller of UPFC is proposed to reduce or eliminate the dynamic interaction between the active and reactive power flow. The performance of the proposed SVD controller is evaluated in both ideal and practical systems. The results obtained are then compared with those found for the static decoupled (SD) and PI controllers. It is observed that the proposed SVD controller can significantly reduce the dynamic interaction between the active and reactive power flow through the line and it is achieved by decoupling the interaction between the direct and quadrature axes control variables.     

UPFC动态模型在电力系统动态分析中的实现

在计及直流电容器动态的UPFC动态模型的基础上,引入交替迭代法实现 了UPFC动态模型与电力系统的接口。应用这种接口处理方法,对含UPFC的电力系统进行了动 态仿真分析。仿真过程中,UPFC的并联侧控制为定端电压控制和定直流电容电压控制,而串 联侧为定线路功率控制或定串联补偿控制。仿真结果表明在UPFC动态模型中计及电容器充 放电动态的必要性,以及接口算法的有效性。并且可以看出不同的控制系统下UPFC的控制性 能差别很大,反映了UPFC在系统中的应用效果对其控制系统的依赖性