基于PSASP的统一潮流控制器潮流建模与仿真

简要介绍了统一潮流控制器的基本工作原理,在充分考虑统一潮流控制器(UPFC)装置的电气特性及其与电力系统的能量传递关系的情况下,基于功率注入法建立了UPFC的潮流模型,并进一步利用电力系统综合程序(PSASP)的自定义功能建立了UPFC的潮流模型,最后通过WSCC-9节点系统算例验证所建模型的可行性及有效性.     

基于VSC的DCIPC在潮流调节中的应用

根据电压源换流器(Voltage Source Converter,VSC)和相间功率控制器(Interphase Power Controller,IPC)的基本工作原理及特性,以VSC代替传统相IPC的移相环节,构成了动态可控的相间功率器(Dynamic Controlled Interphase Power Controller,DCIPC).基于DCIPC的原理结构,建立了VSC注入电压与线路传输功率的关系,推导出带IPC的情况下输送功率的表达式,分析了影响系统潮流的控制参数.利用间接电流控制策略实现对电压源换流器VSC的控制,通过对脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)调制比M及移相角θ进行控制,平稳连续地改变VSC的注入电压,从而改变附加注入功率实现对潮流的有效调节.IEEE14节点算例结果分析验证了利用相间功率控制器可以实现这一目标.     

基于MATLAB和PSASP的电力系统潮流分析与计算

针对一个典型的9节点电力系统,用MATLAB软件编写了基于直角坐标的牛顿-拉夫逊法电力系统潮流计算程序,该程序具有计算精度高、收敛速度快等特点,并具有一定的灵活性和通用性.最后用电力系统分析综合程序(PSASP)对潮流计算结果进行了验证,得到了报表输出和图示化输出,并在系统单线图上输出潮流计算的结果.     

基于网络等值的UPFC潮流计算研究

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.通过等值计算方法,研究实现在现有程序的基础上来考虑UPFC的控制作用,研究统一潮流控制器模型与现有潮流程序的结合方法,并通过试验系统进行仿真测试.     

改善交直流互联电网功率调控性能的FACTS冗余设计

提出了分析分布式潮流控制器可靠性的一种方法,该方法采用系统可靠度模型,分析分布式潮流控制器串联侧冗余设计的可靠寿命。采用文献开关器件可靠性参数,绘制了分布式潮流控制器可靠度曲线,计算出采用冗余设计后串联侧整体的可靠寿命。将串联侧变换器整体可靠寿命指数与常规电力装置进行对比,通过分析可靠度曲线得到了串联侧单元变流器的参考数量。在串联侧每相要求至少十台变流器的分布式潮流控制系统中使用该方法,对比了不同冗余数量可靠性的差异,得出了满足可靠性所需的最低冗余数量,可以有效改善交直流互联电网功率调控性能。     

基于MMC的分布式潮流控制器控制策略

为响应电力系统高压大功率的发展趋势,将模块化多电平换流器引入到分布式潮流控制器,并提出了一种基于模块化多电平换流器的分布式潮流控制器控制方法,其中并联侧基于模块化多电平拓扑结构的三相换流器应用了前馈解耦控制以及最近电平逼近调制策略,而并联侧单相换流器则提出利用三次谐波作为能量传输通道,为串联侧变流器电容充电提供能量。串联侧的单相换流器采用了dq解耦和PWM控制。在PSCAD/EMTDC中建立了基于21电平模块化多电平换流器的分布式潮流控制器系统,仿真结果表明了控制策略的可行性。     

UPFC潮流控制模型及控制特性研究

为定量评估统一潮流控制器(UPFC)的潮流控制能力及其对电力系统潮流分布的优化作用,提出了UPFC的潮流控制模型与潮流控制特性。研究了UPFC的主电路拓扑结构、潮流控制原理及外部功能特性,做出了UPFC的简化等效电路;采用设置功率注入附加节点的方法,提升了潮流计算的收敛性,并便于将电路模型植入潮流计算软件;分析了电路拓扑中输入、输出量的关系,完成了对UPFC潮流控制功能的稳态建模。分别研究和定义了线路潮流均衡度和系统潮流均衡度两个指标,为评估UPFC的潮流控制能力和控制效果、研究UPFC对系统潮流的优化作用提出了量化的指标依据。基于算例,计算了系统在不同运行方式下、投入UPFC前后,线路的过载情况、潮流分布均衡度指标,UPFC的响应特性、控制效果和对电力系统潮流的优化作用。算例分析结果验证了UPFC潮流控制模型的准确性和潮流优化控制功能的有效性。     

基于Tabu搜索方法的UPFC潮流优化研究

将Tabu搜索方法用于含有统一潮流控制器（UPFC）的电力系统潮流优化控制,建立了以各线路有功传输功率平衡及各PQ节点电压平衡为优化目标的数学模型,应用Tabu搜索方法的思想,通过14节点算例进行含UPFC的潮流优化控制计算,并对结果进行比较分析,得到了含有统一潮流控制器的潮流优化控制策略.     

基于Tabu搜索方法的UPFC潮流优化研究

将Tabu搜索方法用于含有统一潮流控制器(UPFC)的电力系统潮流优化控制,建立了以各线路有功传输功率平衡及各PQ节点电压平衡为优化目标的数学模型,应用Tabu搜索方法的思想,通过14节点算例进行含UPFC的潮流优化控制计算,并对结果进行比较分析,得到了含有统一潮流控制器的潮流优化控制策略.     

基于UPFC的配电网线路损耗控制研究

以一个简化的环形配电网模型为对象,分析了造成环形配电网中线路损耗的主要原因;根据功率在环形网络中与阻抗成反比的自然分布规律,利用求极值的原理推导出了要使线路损耗最小的环形电网功率分布;借助统一潮流控制器的功率控制功能,设计了基于注入电压控制的统一潮流控制器串联侧的控制系统,使串联侧注入系统的电压与被控制线路电流所产生的功率与被控线路的功率方向一致,其大小与环形电网内的循环功率相等,从而消除环形电网内的循环功率,使环形配电网的线路损耗最小。通过对由两条电阻与电感比例不等的馈线而末端通过联络开关相连而形成的环形配电网的仿真实验验证了所设计的统一潮流控制器能有效减小线路损耗的功能。     

模糊控制理论在UPFC控制器设计中的应用

将模糊控制理论应用于UPFC控制器的设计中,设计了主、辅两个模糊控制器．其中主控制器以UPFC串联侧输出电压的横向分量和纵向分量分别控制线路的有功与无功,以并联侧输出电流的横向分量和纵向分量分别控制节点电压和直流侧电容电压,而辅助控制器以线路功率作为反馈输入,采用了带自调整因子的控制策略．为了简单起见,在模糊控制器的设计中,对控制器输入量的模糊化和输出量的清晰化都采用了非均匀变换的方法．仿真结果表明：所设计的UPFC模糊控制器及辅助模糊控制器可以很好地提高系统的功角稳定性并改善电压质量．     

FDI攻击下非线性多智能体系统分布式无模型自适应控制

为研究受到虚假数据注入攻击的单输入单输出非线性多智能体系统的分布式无模型自适应控制问题,提出了一种新的分布式动态线性化方法, 以获得非线性多智能体的等效线性数据模型。与现有多智能体的分布式无模型自适应控制在控制器设计中有所不同, 本文设计的控制器不需要网络拓扑结构的信息, 仅使用系统的输入输出数据。仿真算例验证了所提出的分布式无模型自适应控制算法可以实现多智能体系统的均方有界趋同控制。算法保证了多智能体系统在受到网络攻击时可以实现趋同控制目标。     

STATCOM自定义建模及动稳态调压分析

建立了STATCOM基于功率注入法的稳态模型和基于受控电流源的动态模型，并利用电力系统分析软件提供的用户自定义功能实现了这些模型，用以分析STATCOM在给定条件和控制目标下的动稳态特性.基于建立的模型，对山东电网各STATCOM装设方案进行了仿真分析.结果表明所建立的模型简单有效，STATCOM可以起到较好的动态电压支撑、强补无功和抑制电压跌落的综合效果.     

STATCOM自定义建模及动稳态调压分析

建立了STATCOM基于功率注入法的稳态模型和基于受控电流源的动态模型，并利用电力系统分析软件提供的用户自定义功能实现了这些模型，用以分析STATCOM在给定条件和控制目标下的动稳态特性．基于建立的模型，对山东电网各STATCOM装设方案进行了仿真分析．结果表明所建立的模型简单有效，STATCOM可以起到较好的动态电压支撑、强补无功和抑制电压跌落的综合效果．     

统一潮流控制器的电网潮流调节特性分析

介绍了统一潮流控制器( UPFC)的系统结构和工作原理,分析了其并联侧和串联侧的工作方式,并依此建立了统一潮流控制的稳态数学模型.在Matlab/Simulink的环境下建立了三相环形电力系统,将UPFC模型应用到该系统中,对UPFC的电网潮流调节特性进行了仿真分析.仿真结果表明,采用的UPFC数学模型及其控制策略是正确的,能实现UPFC的各种基本控制功能,并能快速正确地响应系统要求.     

基于UPFC的风力发电功率控制研究

在推导风力机的机械部分数学模型及风力发电机的等效数学模型的基础上,根据同步发电机的等面积定则和电力系统稳定控制器的原理,设计了统一潮流控制器(UPFC)的串联侧控制系统,该系统除常规的统一潮流控制器串联侧控制系统输入量为输电线路有功功率和无功功率外,采用风力发电机的转速增量为输入量,经过隔直和补偿环节,其输出作为统一潮流控制器有功功率控制环节的调节量,经过调制的有功功率一方面作为常规统一潮流控制器的功率控制输入量,一方面作为桨距角控制器的输入量。斜坡风作用的仿真结果表明:基于所设计控制系统的UPFC不仅能很好地平滑风力发电机的输出有功功率和转速,而且能有效维持风力发电机的机端电压。     

级联型混合直流与UPFC的柔性潮流协调控制策略

级联型混合直流输电系统具有能抑制换相失败、传输大容量功率的优势。但当级联型混合直流低端模块化多电平换流器（MMC）采用主从控制时,若系统发生交直流故障或负荷突增,可能会产生电流不平衡问题,导致受端交流侧功率出现大范围反向传输及电压支撑能力下降。为解决该问题并增强受端电网的稳定性,针对级联型混合直流输电系统,提出一种基于统一潮流控制器（UPFC）的柔性潮流协调控制策略。研究了基于柔性交流输电（FACTS）设备统一潮流控制器（UPFC）的级联型混合直流系统柔性潮流控制特性,针对系统故障及大扰动时出现的功率返送及电压稳定性问题,提出基于UPFC的频率支撑策略和基于动态限幅的电压支撑策略。该策略将送端侧故障带来的功率扰动转移到受端交流系统UPFC所在线路,利用UPFC功率补偿能力进行协调,同时基于动态限幅控制策略,采用无功优先控制方式提高换流站无功输出能力。最后,在PSCAD–EMTDC平台搭建了含受端交流系统的级联型混合直流输电系统模型。首先,仿真了LCC直流电流指令值下降过程,结果表明,本文所提基于UPFC的协调控制策略可以有效地减小交流系统频率波动,抑制功率返送现象;其次,仿真了系统负荷...     

考虑输配交互的含风电场电力系统多目标动态随机模糊最优潮流

提出一种考虑输配交互的含风电场电力系统多目标动态随机模糊最优潮流方法。突破传统输配网最优潮流独立计算且配网一般以负荷计及的现状,考虑主动配电网与输电网的双向潮流交互特性和风电注入功率随机模糊性,兼顾系统经济、低碳、降损多目标优化,考虑输配网静态安全,基于随机模糊机会约束规划建立含风电场电力系统输配交互多目标动态随机模糊潮流模型;提出在随机模糊模拟、牛顿拉夫逊法与前推回代法求解输配系统随机模糊潮流基础上,通过输配网节点功率和电压考虑输配交互特性,基于Look-ahead和NSGA-I获取各时段Pareto解,采用最大满意度法决策,从而提出模型求解算法。改进的IEEE 30节点输电系统与IEEE 33节点配电系统的算例仿真结果表明了文中提出的模型和算法有效性和优越性。     

基于Matlab的电力系统分析工具包及其潮流计算

介绍了一种基于Matlab语言的电力系统分析软件包.该软件包可完成潮流计算、连续潮流、小信号稳定分析、动态时域仿真及相量测量单元配置等方面的分析和研究.通过对同一个IEEE14节点系统进行潮流计算,结果表明,该软件包的计算结果正确,且具有一定精度.     

基于储能的电力系统潮流协调优化控制策略

储能具有双向的快速功率吞吐能力且布局灵活，通过采用定制化的控制策略可以作为电力系统潮流控制的有效手段。针对高比例新能源电力系统因源荷波动或元件故障引起的局部输变电设备短时潮流越限问题，提出一种基于规模化储能的电力系统潮流分散协调优化控制策略。首先，基于储能的冲击能量和各支路的权重系数提出综合控制灵敏度，剔除对待调整支路控制效果较弱的可控储能节点，实现可控储能节点的优选；其次，构建以总控制代价最小为目标的动态优化模型，采用大M法将动态优化模型转化为线性优化模型，旨在考虑储能出力调整量和参与调整设备数最小，并制定优化控制策略；最后，基于改进的IEEE RTS24节点系统验证所提策略的有效性和合理性。