含UPFC线路的自适应距离保护研究

UPFC作为典型的FACTS元件,可以灵活地调节系统的功率传输,但也会造成线路参数变化,影响传统保护的动作,研究含有UPFC的输电线路对传统距离保护产生的影响.针对加入UPFC后造成的阻抗增量,提出两种自适应解决方案,使保护整定值成为可变的阻抗圆,随故障后UPFC状态变化而变化,使得距离保护能正确动作.     

UPFC状态反馈精确线性化潮流控制策略

统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)传统线性控制器的性能可能因运行点的大范围变化而恶化,针对该问题提出了一种基于微分几何状态反馈精确线性化理论的UPFC非线性潮流控制策略。通过选择李雅普诺夫型输出函数、适当的非线性坐标变换和状态反馈将UPFC的5阶非线性系统完全转化为一个线性系统,然后采用线性极点配置方法设计了UPFC内部潮流控制器。IEEE 118节点系统的仿真对比结果表明,所提UPFC潮流控制策略改进了传统PI控制近似线性化的缺陷,有效适应了UPFC控制范围的大幅度变化,在提高电力系统暂态稳定性方面的效果明显优于传统PI控制。此外,该控制策略设计过程可以应用于所有基于电压源型换流器(voltage source converter,VSC)的柔性交流输电系统(flexibleAC transmission system,FACTS)装置。     

基于电网间同期并列装置的统一潮流控制器进行联络线融冰的仿真研究

我国冬季出现的输电线路覆冰的情况严重影响电力系统的可靠运行,文章针对此情况联系前期研究的同期并网装置转换为统一潮流控制器后具有控制潮流的功能,提出了一种基于电网间同期并列的统一潮流控制器通过传输功率使覆冰线路过负荷、负载电流增大而融冰的方法。并通过PSCAD/EMTDC进行仿真,实验结果表明进行一定的功率传输后,覆冰线路上的负载电流能够达到融冰效果,从理论上说明了通过功率传递进行线路融冰的可行性和有效性。     

基于统一潮流控制器的配电环网潮流优化控制策略

双电源配电环网是实现配电网故障无缝自愈、有效解决短时停电问题的基础,但配电环网中潮流呈自然分布,且缺乏有效的调节手段,统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)可对环网潮流进行控制,但需突破其经济性瓶颈.为此,在调节功率一定时,以负荷节点电压与环网两端馈线出力极限为约束条件,分别以 UPFC 输出的有功功率和视在功率最小为目标,提出了潮流控制策略.仿真结果表明2种优化控制策略能够满足配电环网潮流调度要求,且兼顾了 UPFC 应用的经济性     

UPFC新型多指标控制设计

针对统一潮流控制器(UPFC)控制系统模型及其控制性能中动、静态品质协调不足的问题,提出一种基于微分代数系统控制理论下的UPFC新型控制系统模型。并结合非线性控制设计中多指标控制设计理念,选取多个目标状态量线性组合为输出函数,运用微分代数系统控制设计方法,设计了统一潮流控制器(UPFC)的新控制策略。最后在单机无穷大系统上对其进行暂态仿真。仿真结果表明,所设计的微分代数控制系统能够很好地解决接入点静态偏移的问题,并有效地控制节点电压和线路的潮流,改善了电力系统的暂态稳定性。     

统一潮流控制器接入对距离保护的影响及对策

统一潮流控制器(Unified Power Flow Controller, UPFC)接入交流系统将改变传输线的潮流,进而对距离保护产生重要的影响。为了研究UPFC的接入对线路距离保护的影响,文章建立了UPFC直流侧电压的暂态数学模型,进而推导出在UPFC存在时阻抗元件的测量阻抗表达式。通过定量分析测量阻抗在阻抗复平面上的轨迹变化,发现UPFC的串联侧注入电压改变阻抗元件的动作边界。为了减小UPFC对距离保护性能的影响,提出了距离保护的偏移圆特性,并配合功率方向元件构成完整的距离保护方案。在MATLAB/Simulink中建立UPFC系统模型,仿真结果表明,与基于广义回归神经网络的自适应保护方案相比,所提出的距离保护方案具有更高的可靠性、选择性和灵敏度。     

柔性交流输电技术在江苏电网中的应用

介绍了柔性交流输电技术（flexible AC transmission system,FACTS）的发展及应用现状,并针对江苏电网在规划发展中存在的问题,以过江中通道、南京西环网、苏州南部电网为例,通过系统仿真分析研究了在江苏电网中应用FACTS技术提高电网输电能力及稳定性的可行性。经研究发现：通过应用FACTS技术,能够有效控制电网潮流,提高现有电网的输电能力,从而避免了投资巨大、实施难度极大的过江通道及城市电缆输电通道的建设,并能够解决特高压直流双极闭锁等严重故障时电网可能出现的电压稳定问题。可见,在江苏电网应用FACTS技术可以显著提高电网的效率及安全性,能够取得良好的经济效益和社会效益。     

UPFC对动态电能质量影响的分析研究

从动态电能质量的角度出发,分析UPFC对电能质量的影响.首先利用PSCAD/EMTDC软件包,建立了UPFC的动态模型,并分别考虑在系统遭受单相故障、输电线路雷击情况,安装UPFC和未安装UPFC情况下母线电压的电压偏移,研究结果表明UPFC可以有效减小故障后暂态过程中电压跌落的幅值和雷击后系统暂态过电压的振荡过程.然后,对系统谐波和UPFC之间的关系进行分析.研究结果表明UPFC的确向系统输入谐波,但可以通过提高PWM的载波频率并在UPFC两侧加滤波器,使谐波成分几乎可忽略;同时,UPFC对系统谐波又有很好的抑制作用,在系统产生谐波时,可以充当有源滤波器.     

UPFC控制器及其物理实验装置的设计

在详细分析含UPFC的网络方程的基础上,描述了并联侧采用电压控制/无功电流控制,串联侧采用自动潮流控制/电压注入的控制策略.并提出了UPFC控制器物理实验装置的实现方案.为保证控制系统的响应速度,在控制器的设计中采用DSP芯片.     

统一潮流控制器的智能解耦与结构设计研究

文章在分析统一潮流控制器(UPFC)使用的传统比例-积分(PI)控制器及线性最优控制和智能预估控制方法控制过程本质的基础上,指出使用PI控制UPFC时存在的一些问题,提出一种比例-积分-微分(PID)控制与智能解耦过程相结合的控制器结构,并给出相应的控制策略.在仿真结果的基础上,指出应根据控制过程中的主要目标和次要目标分阶段有针对性地控制系统,达到快速稳定控制系统潮流的目的.