计及统一潮流控制器的无功优化研究

以统一潮流控制器(UPFC)为代表的灵活交流输电系统(FACTS)技术可以实现传输功率的合理分布、优化系统资源,提高系统的稳定性和可靠性。基于内点优化方法,提出了计及UPFC的无功优化模型,以系统网损最小为目标函数,采用UPFC电压源模型,将其作用等效为一系列电压和功率的约束,直接放到内点法的约束中,在不同的负荷运行方式下进行了优化分析。在IEEE-14节点系统测试中发现,引入UPFC后系数矩阵的维数会有所增加,但不会影响其收敛性。算例就系统网损对装设UPFC前后进行了比较,并给出了最后控制方案下UPFC的参数值,结果表明该方法是可行、有效的。     

内点法在计及UPFC无功/电压优化中的应用

以统一潮流控制器(UPFC)为代表的灵活交流输电系统(FACTS)技术可以实现传输功率的合理分布、优化系统资源,提高系统的稳定性和可靠性。基于内点优化方法,提出了计及UPFC的无功优化模型,以系统网损最小为目标函数,采用UPFC电压源模型,将其作用等效为一系列电压和功率的约束,直接放到内点法的约束中,在不同的负荷运行方式下进行了优化分析。用IEEE-30节点系统进行了测试,引入UPFC后系数矩阵的维数会有所增加,但不会影响其收敛性。结果表明该方法是可行的、有效的,取得了很好的效果。     

内点法在计及UPFC无功/电压优化中的应用

以统一潮流控制器(UPFC)为代表的灵活交流输电系统(FACTS)技术可以实现传输功率的合理分布、优化系统资源,提高系统的稳定性和可靠性.基于内点优化方法,提出了计及UPFC的无功优化模型,以系统网损最小为目标函数,采用UPFC电压源模型,将其作用等效为一系列电压和功率的约束,直接放到内点法的约束中,在不同的负荷运行方式下进行了优化分析.用IEEE-30节点系统进行了测试,引入UPFC后系数矩阵的维数会有所增加,但不会影响其收敛性.结果表明该方法是可行的、有效的,取得了很好的效果.     

用UPFC提高交流输电能力的方法研究

提高交流输电系统输电能力是电力系统的重要发展方向。UPFC是FACTS中的典型装置,能有效控制交流电力系统参数。基于功率注入法,提出了一种考虑UPFC的输电系统潮流控制方法,讨论了UPFC的稳定控制域。该方法在不改变传统雅可比矩阵结构的同时,修正雅可比矩阵相应元素,联立潮流控制目标,利用传统潮流方法求解支路潮流。仿真结果表明在稳态条件下UPFC能在较大范围内灵活控制支路潮流,验证了本算法的有效性。     

计及UPFC的电力系统无功优化

以统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)为代表的灵活交流输电技术(flexible AC transmission system,FACTS)可实现传输功率的合理分布、优化系统资源,提高系统的稳定性和可靠性。该文基于内点优化方法,提出计及UPFC的无功优化模型,以系统有功网损最小为目标函数,采用UPFC电压源模型,将其作用等效为一系列电压和功率的约束,直接放到内点法的约束中,在不同的负荷运行方式下进行优化分析。在IEEE-30节点系统测试中发现,引入UPFC后系数矩阵的维数会有所增加,但不会影响其收敛性。算例就系统网损和电压指标对装设UPFC前后进行比较,并给出最优控制方案下UPFC的参数值。结果表明该方法是可行的、有效的,取得很好的效果。     

基于模块化功率注入模型的含UPFC电力系统潮流算法研究

文章对统一潮流控制器(UPFC)的稳态模型和含UPFC电力系统潮流算法进行了研究。运用模块化的建模思想,将UPFC的并联端、串联端等效为节点功率注入,将直流耦合关系抽象成串联端和并联端直流功率的代数方程,建立了UPFC的潮流控制模型。基于该模型提出了含UPFC电力系统潮流的交替迭代算法,在求解系统潮流方程时,将UPFC用等效节点注入功率等值,在求解UPFC潮流方程时,将系统用恒定电压源代替。算法在PSD-PF潮流程序中得到了实现,基于IEEE 9系统和南京西环网实际工程的算例验证了文中模型及算法的正确性和有效性。     

考虑发电计划的电网阻塞疏导UPFC配置研究

电网运行是一个复杂的动态过程,电力市场的激烈竞争与负荷的随机性有可能导致某些时段出现电力阻塞现象,带来安全隐患。统一潮流控制器(UPFC)可以控制线路潮流和稳定节点电压,有效缓解电力阻塞问题。为了尽量少的调整发电计划,针对现有UPFC配置方法存在未能充分考虑系统运行状态的不确定性的缺点,本文建立基于电力系统发电计划的多场景UPFC配置模型,根据季度发电计划对负荷进行场景划分,以各场景下各线路最大负载率的平均值最小为目标函数,利用遗传算法求解UPFC配置的最优方案。对IEEE-39节点系统进行算例分析,验证了该模型和算法的正确性和有效性。     

计及UPFC的电力系统多目标无功优化

统一潮流控制器（UPFC）可以实现对电力系统潮流的灵活控制,从而充分发挥电力系统的潜力。基于UPFC的等效注入功率模型,以实现电力系统运行安全性和经济性为目标,建立了计及UPFC的多目标无功优化模型。求解方法为带精英策略的快速非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）,通过改进算法的快速非支配排序方法,使之能有效处理潮流计算不收敛的解;应用层次分析法（AHP）确定模型中各个目标的相对权重,并以此对Pareto最优解集进行排序,得出无功优化的最佳方案。最后对IEEE30节点系统进行仿真计算,结果表明了该模型和算法的     

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。     

含新型统一潮流控制器的电力系统安全校正模型

统一潮流控制器(UPFC)串联侧和并联侧接于不同母线的新型拓扑使得UPFC的传统稳态模型难以适用,灵敏度类安全校正方法忽略了无功功率的影响,可能会引入新的不安全因素。基于此,提出一种适应性更强的UPFC稳态模型,并提出一种含UPFC的潮流计算优化模型。在考虑无功功率的影响后,引入0-1变量将安全校正问题转化为以调整设备数目最少和调整量最少为目标的多目标优化问题。然后,通过权重区分发电机节点和负荷节点,减少切负荷动作的发生。最后,利用极大值法将多目标优化问题转化为单目标优化问题,降低模型求解难度。116节点实际等值系统的算例测试表明,所述安全校正模型可利用最少的调整设备和调整量,消除系统过载故障。UPFC参与调控可提高系统安全校正效率。     

计及电缆热特性的电热耦合潮流计算

将交联聚乙烯绝缘电缆热平衡方程与电网潮流模型有机结合,构建计及电缆热特性的电热耦合潮流计算模型,实现将架空线路、电缆导体、金属护套以及外护套的温度纳入潮流计算状态量,并在牛顿法修正方程基础上结合高压电网及电缆热平衡方程特点提出该模型的快速解耦求解方法。作为电热协调理论研究的扩展,文中研究能够计算各种预想电网运行模式下架空线路及电缆温度轨迹,有利于在电网分析及调度决策中实现对电缆载荷能力的科学评价及高效利用。     

含UPFC的电力系统概率稳定分析

在讨论统一潮流控制器UPFC(Unified Power Flow Controller)的模型和合UPFC的暂态稳定算法实现基础上，重点研究了UPFC在随机故障和三种不同控制策略下对系统概率暂态稳定性的影响。概率暂态稳定性计算采用非序贯蒙特卡罗仿真，并给出了修正EPRI—36系统的结果，指出了在UPFC同一控制策略和初始条件下可能产生正面和负面作用。分析表明：选取合适的控制策略和调节参数，选择最佳安装地点及投／切时间对系统暂态稳定性的改善有积极的意义。     

考虑电压稳定性约束的输电能力综合计算

在分析原-对偶内点法和连续性潮流方法计算系统输电能力各自优缺点的基础上．将两者结合,提出了一种系统输电能力的综合计算方法。该方法用原-对偶内点法优化得到的发电机出力值为连续性潮流方法提供最优的发电机出力方向。并用连续性潮流追踪系统从初始运行点到电压崩溃点的过程中各离散事件的变化过程,控制其向最优值靠近,从而提高系统的输电能力。对IEEE-14,30,118节点的算例做了测试,试验证明,该算法既能获得更大的输电能力,又能模拟系统实际运行状况,是常规的连续性潮流方法的完善。     

UPFC与IPFC提升系统输电能力比较研究

随着电力系统负荷及网架的日益发展,由系统潮流分布不均而引起的输电阻塞问题越来越严重,极大地制约了电力系统的输电能力与效率。利用FACTS设备提升电力系统输电能力相较于传统方案具有占地面积小、可控性高等多方面的优势。UPFC与IPFC作为先进的第三代FACTS装置,在潮流调控方面均有着突出的应用优势。因此有必要对两者在提升系统输电能力方面进行技术经济比较研究,用以指导实际工程的解决方案选择。首先基于附加功率注入法分别对UPFC及IPFC进行稳态建模,推导了其数学表达式。之后以江苏南通西北片电网为例,将所建模型应用于实际电力系统,计算结果显示两者均能大幅提升系统输电能力以及安全可靠性。最后在多种工况下对这两种解决方案进行了技术经济比较分析,结果表明IPFC相较于UPFC而言在潮流调控方面的作用更为全面与突出。     

UPFC三节点功率注入模型及其工程应用

实际工程中会出现UPFC并联侧换流变压器接入低电压等级母线的结构。对该结构的UPFC进行仿真分析时,采用现有模型无法体现出UPFC对低压母线及与之相连的变电站、线路的影响。为解决上述问题,提出了一种UPFC三节点功率注入模型,并采用注入功率法,推导了UPFC三节点功率注入模型的数学表达式。利用电力系统综合程序(PSASP)的用户自定义模型(UD)功能,搭建了UPFC三节点功率注入模型。该模型将UPFC并联侧功率注入到低压母线上,克服了现有模型无法体现UPFC对低压母线及与其相连变电站及线路影响的缺点。将其应用于采用该种UPFC接法的南京UPFC工程中进行仿真计算,结果验证了该UPFC模型的精确性和可信度。     

UPFC的交叉耦合控制及潮流调节能力分析

研究了UPFC控制传输线路潮流能力，通过对系统功率平衡及UPFC的潮流控制特性分析，在三维空间中绘出了UPFC各部分的功率运行曲面，为有效选取UPFC各部分的功率容量和判断潮流控制方案的可行性提供了一个直观的手段，说明了在UPFC中采用交叉耦合控制的可行性。利用串联变换器注入传输线路电压的d轴分量控制传输线路上的无功潮流，用q轴分量控制传输线路上的有功潮流。控制系统设计中利用频率特性法得到了功率环PI调节器的参数。实验结果表明采用文中所述的控制策略能够使UPFC有良好的潮流调节性能。     

基于混沌优化和BFGS方法的最优潮流算法

将混沌优化与拟牛顿法中的BFGS方法相结合，提出了一种新的混合优化算法，并应用该方法进行电力系统最优潮流的计算。混沌优化方法利用混沌运动内在的遍历性、随机性和规律性等特点，跳出局部最优解，接 近最优点；同时，利用BFGS方法在最优点的邻域内局部寻优，提高了收敛速度和求解精度。 通过对IEEE 14，30和57节点试验电力系统的数值计算，验证了算法的有效性。     

FACTS装置对含风电互联系统低频振荡特性分析

随着电力系统互联加强,风电并网容量的增加对电网的稳定运行影响越来越大。构建了以UPFC(Unified Power Flow Controller, UPFC)和SVC(Static Var Compensator, SVC)为代表的FACTS装置与含风电系统的数学模型。采用留数指标定位FACTS装置,设计了附加阻尼控制器(Additional Damping Controller, ADC)。基于IEEE 2区域4机互联系统,从特征根分析和时域仿真两个方面分析了FACTS装置对含风电互联系统低频振荡特性的影响。研究结果表明,加装附加阻尼控制器的FACTS装置能够维持母线电压以及发电机转速的稳定,增加互联系统联络线功率传输范围,抑制低频振荡引起的电网参数波动,改善了含风电电力系统的低频振荡特性。     

电能质量在线监测系统海量数据的双列族存储设计

针对高效存储海量电能质量在线监测数据的问题,提出一种基于HBase的双列族电能质量在线监测系统数据库设计新方法。通过将HBase的列族存储架构应用到繁杂的电能质量在线监测数据的高效存储中,然后构造存储优化函数来寻找和设计最优的电能质量在线监测数据存储结构。最后进行几种不同列族数的数据读写时间的对比实验。实验证明:所提的电能质量监测数据双列族存储设计方法可以高效存储海量电能质量监测数据,具有较好的可行性。     

适用于UPFC多个控制策略间平滑切换的建模

统一潮流控制器(UPFC)集成了多种控制策略可以顺序完成多种运行工况,而多个控制策略间的平滑切换,对UPFC系统的稳定运行非常重要。提出了一种适用于多个控制策略间平滑切换的触发控制逻辑,结合各控制策略的"软切换"逻辑,实现了UPFC多个控制策略间的平滑切换,确保输电系统的稳定运行。在RTDS平台上搭建了统一潮流控制器仿真系统,设计了UPFC系统不同控制策略间平滑切换的仿真算例,对所提出的控制逻辑进行验证。试验结果表明所提出的控制逻辑是有效可行的。