基于串补有功最小的双电源配电环网潮流优化控制策略的研究

双电源配电环网是实现配电网故障无缝自愈进而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。利用统一潮流控制器（UPFC）对双电源配电环网潮流控制方法进行研究。基于配电环网潮流分布与潮流控制规律,以负荷节点电压偏移与合环馈线功率输出极限为约束条件,推导出在功率调节量一定时UPFC输出有功功率最小的潮流优化控制策略。该方法能够在满足潮流灵活调节的前提下保证UPFC应用的经济性。针对两端出力不均的情况建立了双电源配电环网仿真模型,仿真结果证明了该方法的有效性。     

统一潮流控制器在南京西环网的应用

首先介绍了统一潮流控制器（unified power flow controller,UPFC）在国内外理论研究和工程应用的发展和现状。接着具体阐述了南京西环网在发展中存在的输电通道能力不足、潮流分布不均等问题。通过与常规解决措施的对比,阐明了在南京西环网中应用UPFC提高电网输电能力及稳定性的可行性、必要性和必然性。经分析计算发现,通过应用UPFC,不仅能够有效控制电网潮流,提高现有电网的输电能力,从而避免投资巨大、实施难度极大的城市电缆输电通道建设,而且还能够很好地适应未来电网网架的变化。因此,在南京西环网甚至将来的江苏电网中,应用UPFC可以显著提高电网的输电能力、利用效率及运行安全性,能够取得良好的经济效益和社会效益。     

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。     

基于串补电压最小的双电源配电环网潮流优化控制方法

针对双电源配电环网两端出力不均问题,初步提出采用统一潮流控制器进行出力调节的方法。分析了双电源配电环网潮流控制规律,推导出以负荷节点电压偏移以及合环馈线功率输出极限为约束条件、串联补偿电压最小为目标的潮流优化控制策略。仿真结果表明,在满足约束条件的前提下,采用该策略能够在一定程度上按预期目标均衡两侧有功出力。     

统一潮流控制器控制策略的研究与实现

对统一潮流控制器(UPFC)的数学模型、控制策略进行了具体的分析和设计,在两相同步旋转dq坐标系下建立了控制系统动态模型。考虑到有功和无功在dq坐标系下的相互影响,UPFC的串联逆变器采用了三环解耦控制,外环是功率环,中间环为电压环,内环为电流环,由于电流内环的快速响应,使得电流跟踪输入电压,提高系统的稳定性和动态响应性能。文中对UPFC实现的STATCOM和SSSC功能进行了系统的分析,并对其动态特性进行了深入的研究。最后利用实验验证了在UPFC中采用这种控制方式的有效性。     

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。     

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。     

基于统一潮流控制器(UPFC)的电力系统潮流控制

统一潮流控制器(UPFC)作为一种典型的FACTS装置,综合了FACTS元件的多种灵活控制手段.基于UPFC的基本原理、数学模型,介绍具有UPFC的电力系统的潮流计算方法.算例表明,UPFC可以控制线路的潮流分布,有效地提高电力系统的稳定性.     

统一潮流控制器的控制系统分析及控制策略设计

详细分析了统一潮流控制器（ＵＰＦＣ）的控制系统,并将其分为主控制和辅助控制两部分。对于主控制中的串联侧控制,提出了４种基本控制方式,并以加权的方式实现ＵＰＦＣ的多种功能综合控制,使得ＵＰＦＣ的多功能优化问题转化为各杖值的动态优化问题。ＵＰＦＣ的辅助控制则通过联络线的功率反馈或电压相位差反馈对主控制中的控制参考值进行调制以增加系统阻尼。最后,综合主控制与辅助控制,提出了ＵＰＦＣ的动态控制策略,使得系     

统一潮流控制器的GNF控制策略设计

统一潮流控制器UPFC(Unified Power Flow Controller)是现代电力系统中调节电压和潮流的有效手段。提出了一种由径向基函数神经网络RBFNN(Radial Basic Function Neuro-Network)和TS(Takagi-Sugeno)模糊控制策略综合而成的统一潮流控制器控制策略设计方案,即遗传神经模糊综合控制GNF(Genetic Neural Fuzzy)。利用TS模糊控制策略实时更新RBFNN参数,同时采用多机系统中的转速信号ITAE指数作为适应度函数。利用遗传算法GA(Genetic Algorithm)优化TS模糊控制策略系数以及辅助阻尼信号参数．提高了系统的暂态稳定性。经验证,该方案比传统的PI控制策略具有更好的系统振荡阻尼性能,改善了系统的动态品质。     

低压多源并供点状网络潮流分布及其控制技术

针对低压多源并供点状网络中,某些电源可能出现逆功率运行而不能满足并供条件的问题,提出了一种低压母线潮流控制方法。分析了低压多源并供点状网络潮流分布规律,得出了并供电源出力与电源电压、系统等值阻抗以及低压侧负荷之间的定量关系,理论上分析出电源出现逆功率输出的条件;为满足多源实时并供运行条件,推导出基于均衡电源出力的低压母线侧稳态潮流控制模型,得到了电源出力调节量与串联补偿电压之间的关系。最后搭建了试验系统,并基于统一潮流控制器进行了稳态潮流控制试验,结果证明了该方法的有效性。     

考虑UPFC控制模式的N-1安全约束最优潮流及应用

统一潮流控制器(UPFC)能有效解决电网潮流分布不均引起的一系列问题,近年来受到广泛关注。为进一步挖掘UPFC控制潜力、提高电网运行的安全性,提出了一种考虑UPFC控制模式的N-1安全约束最优潮流模型。首先,建立了考虑UPFC双回线结构的等效功率注入模型;其次,结合中国苏州南部500 kV实际电网算例,分析了UPFC控制模式对静态安全性的影响,指出了在潮流优化过程中考虑UPFC控制模式的必要性;最终,构建以静态安全裕度为目标的优化模型,并在优化的过程中充分计及UPFC控制模式对系统N-1故障后潮流分布的影响,实现系统运行参数与UPFC控制模式的共同择优。基于苏州南部电网的仿真算例表明,所提的潮流优化方法能够充分挖掘UPFC的静态控制潜力,显著提高系统的静态安全水平。     

潮流和最优潮流分析中FACTS控制器的建模

综述了最近FACTS控制器的数学模型在电力系统潮流和最优潮流分析中的新进展.不仅讨论了单换流器FACTS控制器,如静止同步并联补偿器(STATCOM)和静止同步串联补偿器(SSSC);而且也讨论了多换流器FACTS控制器,如统一潮流控制器(UPFC)、相间功率控制器(IPFC)、通用统一潮流控制器(GUPFC)和电压源型直流输电(VSC HVDC).此外还讨论了基于电压源换流器技术的HVDC的数学模型.不仅涵盖FACTS控制器的单相数学模型,而且也涉及FACTS控制器的三相数学模型.此外,还探讨了多换流器FACTS控制器的电流、电压以及功率等不等约束在潮流计算中的数学模型及计算机实现.     

基于断面负载均衡度的统一潮流控制器潮流优化控制方法

区域间断面的输电能力主要受限于重载通道的热稳极限,同时关键输电断面对于电网的安全稳定运行具有重要意义。文中提出一种针对断面输电能力受限和潮流分布不均的统一潮流控制器(UPFC)控制方法。定义了断面负载均衡度这一指标,为评估UPFC的潮流控制效果、UPFC对断面潮流分布的优化作用提供了可量化的指标。以江苏省苏州市500 kV UPFC科技示范工程为例,从三相永久性N-1故障、稳态运行和锦苏直流闭锁3种工况提出了相应的UPFC控制方法。仿真结果表明,基于所提指标的UPFC控制方法可以达到改善断面输电能力和潮流分布的目的,同时提高电网的安全稳定性。     

统一潮流控制器的平滑启动和停运策略

统一潮流控制器(UPFC)包含串联和并联两个部分,其并联部分与静止同步补偿器(STATCOM)类似,目前已有成熟的策略实现其启动和停运,但对于串联部分,尚缺乏对实现其平稳接入和退出交流系统的有效策略研究。文中对UPFC的结构和运行原理进行分析,通过并联部分对串联侧换流器进行部分充电,再通过串联侧换流器的主动充电策略将其充电至额定状态,以减小其解锁时对换流器的冲击;另一方面,通过串联侧换流器控制线路电流在串联变压器绕组和串联变压器旁路开关之间的平稳转移,使串联变压器旁路开关在零电流断开和闭合,以及使串联侧换流器在零功率闭锁,从而实现UPFC的平滑启动和停运。基于PSCAD的仿真结果表明,该策略可以使UPFC的启动和停运过程对交流系统基本无影响。     

一种新型统一潮流控制器

传统统一潮流控制器（UPFC）价格昂贵,损耗高,谐波含量高,在电力系统中不能很好地推广使用。文中提出一种混合型UPFC,它由“Sen” Transformer（ST）和传统UPFC串联组成,ST通过控制普通的有载调压开关,实现360°离散可调串联电压,UPFC利用电力电子开关原理实现360°连续可调的串联电压,两者共同工作起到控制系统潮流的作用。与传统大容量UPFC相比,混合型UPFC使用小容量UPFC,能够达到大容量UPFC的潮流控制范围,具有成本低、效率高、电磁兼容性好、谐波含量低、易于实现的优点,解决了导致现阶段UPFC不能推广使用最为重要的成本问题。混合型UPFC是具有极高性价比和效率的潮流控制器件,具有广阔的应用前景。     

统一潮流控制器的非线性控制

通过独立控制线路的有功和无功功率,统一潮流控制器(UPFC)能够大大提高线路的传输能力。为实现这一目标,装置需要尽可能快的动态响应速度和稳定性。文中提出一种适用于UPFC装置的非线性控制策略,该控制器的理论分析基于同步旋转坐标系,充分考虑了UPFC模型的非线性特点,采用反馈精确线性化的方法进行分析。在此基础上设计得到的控制器较之传统的PI控制和解耦控制策略具有更好的稳定性和更快的动态响应。在EMTDC/PSCAD平台下的仿真结果验证了这种控制策略的优越性能。     

用于三相电力系统潮流计算的UPFC稳态模型

基于对称分量坐标、用附加节点注入功率法,建立了统一潮流控制器(UPFC)在给定控制方式下计算三相潮流的三序解耦模型;三序解耦潮流采用正序约束条件,UPFC正序模型按附加节点注入功率计算,负序、零序模型按附加节点注入电流计算;结合牛顿—拉夫逊法编制了该潮流计算程序。因潮流可按正序、负序、零序分别求解,在保证求解精度的前提下提高了求解效率。     

软常开点的双闭环控制及其在配电网中的应用

软常开点(soft normally open points,SNOPs)指代安装于传统联络开关处的一种电力电子装置,它能够准确调控其所连接双端馈线的有功潮流与无功功率。以SNOPs为研究对象,分析其在dq同步旋转坐标系下的动态数学模型,给出其双闭环协调控制结构以实现多重控制目标,在此基础上对SNOPs进行建模仿真测试,分析其动态响应及稳态工作特性。结合IEEE 33节点测试系统,研究SNOPs在配电网中的应用。仿真结果表明：SNOPs能够有效平衡双端馈线负荷,降低线路损耗,提高网络电压水平。     

统一潮流控制器近端母线的短路电流计算方法

针对目前实际投运的统一潮流控制器(UPFC)及其采用的故障控制策略,基于电网络理论推导了UPFC近端母线短路电流的计算方法。使用UPFC串联线路对故障母线的转移导纳描述了UPFC的近端母线,由于UPFC串联侧在近端母线故障时立即被旁路保护,导致故障母线的戴维南等值电势发生突变,进而对短路电流的计算结果产生影响,计算结果的相对变化与UPFC故障前运行电压和电流分布系数有关。在IEEE 9节点系统中,研究了运行条件变化以及UPFC参数变化对短路电流的影响,并使用PSCAD对计算结果进行了仿真验证;在IEEE 118节点系统中,分析了UPFC对大规模电网短路电流的影响。结果表明,UPFC对其两侧母线短路电流的影响相反,且对近端母线短路电流的影响随着电气距离增大而减小。