苏南UPFC工程保护配合策略研究

统一潮流控制器(UPFC)是一种能够独立、快速、精确、连续控制系统电压和潮流的最新一代柔性交流输电系统装置,为解决城市电网发展受限问题提供了有效手段。文中针对苏南UPFC工程中保护配置展开研究,介绍了UPFC本体保护的三取二功能以及UPFC的重启策略,在继电保护配置情况及动作策略基础上,提出了UPFC本体保护与交流线路、变压器保护等保护的配合策略。并结合500 k V苏州南部电网UPFC工程实时数字仿真(RTDS)与入网系统调试,给出实际保护配合策略的功能和效果,试验结果表明可有效保护UPFC。     

统一潮流控制器对继电保护的影响及对策研究综述

统一潮流控制器可以提高输电线路的传输容量,提高系统稳定水平。但当其接入电网后,会使线路中的电压、电流以及阻抗发生变化,可能会造成线路继电保护的误动作。介绍了统一潮流控制器的工作原理。综述了统一潮流控制器以及静止同步补偿器、静止同步串联补偿器接入电网给线路继电保护(包括距离保护、纵联保护)造成的影响。分析了现有的应对方案及其不足,并对后续研究重点给出了相应的建议。     

统一潮流控制器对距离保护影响的分析

UPFC(统一潮流控制器)是FACTS(灵活交流输电系统)装置中较理想的通用设备，其装设将对继电保护尤其是距离保护产生很大的影响。文章详细分析了在单回和双回输电线路上装设UPFC时对距离保护测量阻抗所产生的影响，并提出了解决方法。     

苏南500 kV统一潮流控制器保护系统及动作结果分析

苏南500 kV统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)工程是目前世界上电压等级最高、容量最大的统一潮流控制器工程,用于解决苏州南部电网潮流分布不均、断面超限、无功支撑能力不足等问题。本文概述了苏南UPFC的工作原理及保护配置方案,对典型故障点的保护动作结果进行了阐述说明,为今后更高电压等级的柔性输电系统保护研究提供了参考。     

新型混合式统一潮流控制器及其调节特性分析

为了增大超高压、特高压输电线路传输容量,提高线路利用率,提出了一种基于改进型移相变压器(IPST)和小容量统一潮流控制器(UPFC)的新型混合式统一潮流控制器(IHUPFC)。在IPST结构、电压调节性能的基础上,推导了IPST与UPFC的容量配合关系。分析了IHUPFC在成本、性能方面比现有潮流调节装置的优势。并提出了考虑线路充电电容情况下的IHUPFC的控制策略。仿真结果表明,所提出的IHUPFC装置及其控制策略可精确调节线路潮流,潮流调节相对误差0.1%。IHUPFC简化了传统混合式潮流控制器(HPFC)的结构,降低了其制作难度及成本,并增加了其容量调节范围,具有广阔的应用前景。     

统一潮流控制器对线路纵联保护的影响分析

外部交流系统故障时,统一潮流控制器的保护可能动作于使统一潮流控制器退出运行。这将引起交流系统中电气量的再一次快速变化,与交流故障造成的扰动形成“电气竞争”,可能给线路纵联保护带来不利的影响。对南京西环网统一潮流控制器示范工程进行了介绍。并在分析统一潮流控制器保护系统设计原则的基础上,通过理论分析和数字仿真研究了统一潮流控制器对纵联零序保护、纵联距离保护和工频变化量方向保护的影响。研究表明统一潮流控制器的接入可能导致工频变化量方向保护区内故障拒动或区外故障误动,有必要对相关线路的保护进行改造。     

FACTS元件对距离保护产生的影响分析

灵活交流输电系统(FACTS)装置如统一潮流控制器(UPFC)、晶闸管可控移相器(TCPST)、晶闸管可控f}5联电容补偿器(TCSC)和储能元件等设备的装设将对继电保护尤其是距离保护产生很大的影响。文中分析TCSC、UPFC、TCPST和储能元件对距离保护产生影响的决定性因素。     

电力系统潮流计算

随着电力系统的发展,交流柔性输电技术(FACTS)发挥着重要作用及较好的应用前景,而对FACTS元件的电力系统的潮流计算也一直是较重要的研究。统一潮流控制器(UPFC)是调节电压和潮流的有效手段,本文也重点研究了含有UPFC装置的系统潮流计算并经IEEE14节点算例验证。     

具有短路限流功能的统一潮流控制器设计

统一潮流控制器(UPFC)在电力系统发生短路故障时,其串联变换器极有可能因承受系统高电压和大电流的冲击而损毁。针对该问题,提出了一种新型柔性交流输电系统装置——具有短路限流功能的统一潮流控制器(简称限流式UPFC),给出了其主电路拓扑结构、工作原理和控制策略。PSCAD/EMTDC软件的建模和仿真结果表明,在电网正常运行状态下,该装置特性等效为常规UPFC;当电网在装置安装点附近发生短路故障时,装置中的限流器模块能立即自动从零阻抗转变为高阻抗,将系统及流经UPFC的短路电流限制到较低数值,保护了UPFC免受系统高电压和大短路电流的冲击,同时也降低了系统的短路电流水平,增加了系统的可靠性和经济性。     

电力潮流灵活控制技术应用综述

统一潮流控制器(unified power flow controller, UPFC)、静止同步串联补偿器(static synchronous series compensator, SSSC)、可控串联补偿装置(thyristor controlled series compensation, TCSC)和移相器(phase-shifting trans former, PST)能够调节线路参数、灵活控制潮流变化,均已在国内外电网中实现工程应用,对均衡输电通道潮流、提升供电能力有重要作用。文中对UPFC、SSSC、TCSC和PST的理论研究和工程实践进行了综述。首先,分析了4种潮流控制装置的基本结构和控制原理,并介绍了国内外已投运工程的运行情况;其次,从结构、换流器技术、选址定容、控制策略、故障保护5个方面对潮流控制装置的关键技术研究现状进行概述;最后,展望了潮流控制装置在未来电网中的典型应用场景,并对潮流控制技术的研究方向进行了分析。     

UPFC-FCL装置关键参数整定计算方法及其控制系统的设计与实现

限流式统一潮流控制器(UPFC-FCL)是基于传统统一潮流控制器(UPFC)衍生出的一种新型FACTS装置,在稳态条件下可以提升电网潮流控制能力,在电网故障条件下既能保障自身安全,还能降低系统的短路电流水平。分析了UPFC-FCL装置在正常运行稳态过程和故障限流动态过程中的控制策略,重点研究了装置的2个关键参数(即直流限流电感和直流电容)的整定计算方法和安全校验程序。基于数字信号处理(DSP)技术和功能模块化的原则设计了UPFC-FCL的控制系统。实验结果证实了参数整定计算方法和控制系统结构设计的正确性。     

柔性交流输电系统

本文介绍了柔性交流输电系统的一般概念,该系统包括三个部分：静止同步并联补偿装置、静止同步串联补偿装置及统一潮流控制器。柔性交流输电系统的应用可大幅度提高原有交流输电系统的功率传输能力,极大地改善电网的电压质量（幅值、波形、频率）。美国电力研究中心及西屋公司的研究认为,原有的交流输电系统在应用静止同步并联补偿装置、静止同步串联补偿装置及统一潮流控制器后,其功率传输能力分别能提高４０％、５５％及９０％     

UPFC与其他FACTS装置的协调控制研究

基于统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)以及目前常用柔性交流输电系统(flexible alternative current transmission systems,FACTS)装置(晶闸管控制串联补偿器(thyristor controlled series compensation,TCSC)、静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)等)模型,对它们之间的协调控制原理进行机制分析,借助仿真分析获得各种装置关键控制参数及其控制规律;然后提出同时考虑统一潮流控制器及其他FACTS装置的协调控制策略,以IEEE-9节点系统验证该策略的可行性;最后将其应用到实际分区电网中,实现基于模糊综合评判的分层协调控制。     

用于电力系统仿真的潮流控制器模型

本文描述了—族基于可关断晶闸管（ＧＴＯ）电压源逆变器的电力系统控制装置，介绍了静补（ＳＴＡＴＣＯＮ）、串联潮流控制器（ＳＰＦＣ）和统一潮流控制器（ＵＰＣ）的稳态模型。静补是由美国的ＥＰＲＩ、ＴＶＡ和西屋科技中心联合开发的基于逆变器的并联装置、不久它将被安装在ＴＶＡ的１６ｌｋＶ输电系统上用于控制线路电压。而串联潮流控制器和统一潮流控制器则代表了静补在串联应用方面的拓展。这些装置的建模可以结合到现有的大型电力系统分析程序之中供系统稳态研究使用。ＩＥＥＥ的３０母线试验系统的仿真结果证明了这些电压源潮流控制装置的稳态性能。ＵＰＦＣ具有能同时对线路的有功与无功潮流独立地进行控制的能力，可以认为它特别适用厂输电潮流控制。     

适应移相变压器特性的主接线设计及互感器配置研究

移相变压器(phase shifting transformer, PST)与其他潮流控制器相比具有较高的经济性，其合理的主接线设计对系统的安全稳定运行具有重要意义。为此，研究PST的主接线设计及互感器配置。首先，参考分布式潮流控制器(distributed power flow controller, DPFC)和统一潮流控制器(unified power flow controller, UPFC)的主接线设计，并针对PST的结构和运行特性加以改进，提出PST的主接线设计。然后，以PST的差动主保护为例研究其互感器配置，并通过仿真验证差动保护的可靠性。最后，提出包含内外部互感器的、适应所提主接线设计的互感器配置。研究表明，所提主接线设计及互感器配置可以适应PST在系统不同运行工况下的灵活调度，并为PST及相关线路的保护提供支撑，为PST接入系统的实际工程应用奠定基础。     

500 kV统一潮流控制器工程

正统一潮流控制器(UPFC)是一种能综合调节输电线路电压、相位角和阻抗,实现线路有功、无功功率灵活控制的柔性输电装置,具有提高传输容量、优化无功配置、提升系统稳定性等功能。500 kV统一潮流控制器工程是目前世界上电压等级最高的UPFC工程。苏州南部电网500 kV UPFC工程研制了中国具有完全自主知识产权的UPFC成套装备,其     

基于矩阵变换器的统一潮流控制器研究

由于矩阵变换器的优越电气性能,将其应用于统一潮流控制器中,相对传统的统一潮流控制器,减小了体积和成本,具有良好的输入输出电气特性。通过对国内外相关文献报道,从三个方面简介了有关基于矩阵变换器的统一潮流控制器的研究:矩阵变换器;统一潮流控制器模型及其控制;基于矩阵变换器的统一潮流控制器应用研究。     

线间潮流控制器技术现状分析及展望

IPFC(线间潮流控制器)能在不同线路间定向、定量地交换功率,在潮流控制和振荡抑制等方面具有较好的应用前景。首先从IPFC的定义和基本概念入手,介绍了该装置的基本结构和具有并联端换流器的广义通用结构,并与UPFC(统一潮流控制器)的特性进行比较。其次阐述了IPFC的工程应用现状、技术应用条件和容量参数选择。然后,通过对IPFC潮流控制研究现状和存在问题进行分析,探讨展望其发展方向。最后,对IPFC的动态控制功能及其与稳态潮流控制功能之间的协调工作进行简要分析,并结合IPFC应用趋势进一步展望了其在动态控制方面的前景。     

含广义统一潮流控制器(GUPFC)的最优潮流模型和算法研究

广义统一潮流控制器(GUPFC)作为比统一潮流控制器(UPFC)控制能力更强大的FACTS装置，其对最优潮流(Optimal Power Flow)的影响需要深入地研究。根据GUPFC的控制原理，基于功率注入法建立了含GUPFC的OPF数学模型，并采用基于信赖域内点法的最优潮流算法予以求解。该算法采用多步中心校正原一对偶内点法连续求解线性规划子问题，通过信赖域决定线性化步长的选取。对IEEE30和118节点系统作了数值计算，结果表明，GUPFC不仅可控制节点电压而且可控制多条线路潮流，显示出强大的控制能力，同时也说明了含GUPFC的OPF数学模型和算法的可行性和有效性。     

统一潮流控制器协调控制技术的研究

统一潮流控制器(UPFC)是一种典型的柔性交流输电系统(FACTS)装置,它能通过其串联侧进行移相、节点电压等控制,还可以在并联侧对输电系统进行无功补偿.通过对三相换流器基本解耦控制方法的研究,得到UPFC串联、并联侧装置的控制方法,使得具有强烈非线性的UPFC控制更加灵活稳定和快速的特性,并具有很强的鲁棒性.通过仿真证实了该方法的可靠性.