基于PSCAD/EMTDC的统一潮流控制器动态仿真模型

设计了组成统一潮流控制器(UPFC)的动态仿真模型的各个模块,包括正弦脉宽调制(SPWM)信号产生模块、电压源变换器(VSC)控制模块和UPFC控制器的比例积分(PI)控制电路.首先采用三相桥式全控电路组成VSC,VSC的开关器件采用绝缘栅双极性晶体管(IGBT),门极信号按SPWM的方式产生.然后通过分析线路传输功率方程设计了一个简单的PI控制器,并构成完整的UPFC仿真模型.还基于该动态模型对UPFC在功率调节、电压控制和抑制振荡等方面的功能进行了仿真分析.仿真结果表明该UPFC仿真模型在线路功率发生较大变动时能使线路快速恢复;在系统发生三相短路时能有效减少系统的功率损失和减小母线电压的暂降幅度;在系统发生功率波动时还能大幅度减小振幅.     

基于统一潮流控制器的并网风电场潮流分析

风电场因风速变化的不规律性将导致并网系统电压失稳.统一潮流控制器(UPFC)是柔性交流输电系统(FACTS)中功能最为全面的器件,能够维持风电场电压及并网系统的稳定运行.根据异步风力发电机的数学模型,以及UPFC的工作原理和控制策略,在DIgSILENT/PowerFactory中搭建了安装UPFC的风电并网系统模型,通过仿真风速突变时风电场的电压和功率情况.仿真结果表明,UPFC能够控制线路潮流,并能维持风电机组和系统的稳定.     

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。     

基于连续潮流法分析UPFC对电力系统潮流的控制

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。采用基于功率注入法的统一潮流控制器（UPFC）稳态模型,结合连续潮流法分析了UPFC在电力系统中的潮流控制特性。最后算例表明,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。     

基于RTDS的统一潮流控制器的建模与仿真

介绍了UPFC和RTDS的仿真应用情况,然后设计了UPFC的控制器的各个模块,其中包括脉冲信号调制模块、并联侧控制模块和串联侧控制模块,最后在RTDS中搭建了UPFC的仿真系统对UPFC进行仿真,并对其功率调节能力和电压调节能力进行了分析,验证了该模型的正确性。     

基于PSASP的UPFC潮流控制建模与仿真

为了将统一潮流控制器UPFC(unified power flow controlle)r嵌入到商业软件中,采用节点注入电流法建立了UPFC的潮流控制模型。该模型通过控制UPFC串联侧节点的注入电流和并联侧节点的无功注入电流来控制线路潮流和UPFC接入点母线电压,其中,串联侧节点的注入电流通过功率目标方程直接求取,并联侧节点的无功注入电流通过引入被控母线电压的参考值与实际值的偏差求得。基于电力系统分析综合程序PSASP(power system analysis software package)进行了算例研究,结果表明所建模型能有效实现UPFC的潮流控制作用,且具有较快的潮流追踪速度和较高的收敛精度。对其他FACTS(flexible AC transmission system)器件的控制建模具有一定的参考价值。     

采用直接电流控制策略的MMC-UPFC小信号模型

基于模块化多电平换流器(MMC)的统一潮流控制器(UPFC)大多采用直接电流控制策略,为分析采用该控制时UPFC接入后系统的小干扰稳定特性,针对一般的3节点拓扑UPFC,推导了其外环控制器、内环控制器、MMC和直流系统的小信号模型,并给出了UPFC输出电流的线性化方程。进一步地推导了传统2节点拓扑UPFC的小信号模型,同时给出了UPFC模型与系统其余部分的组合方法,建立了系统整体的线性化模型。最后,通过对一个2机测试系统进行时域仿真和模态分析,验证了所提小信号模型的正确性。     

基于SPWM控制的UPFC开关函数数学模型

针对目前统一潮流控制器(UPFC)输出建模方法和拓扑建模方法的不足，通过引入正弦脉宽调制(SPWM)控制下的开关函数概念，建立可反映UPFC装置内部开关特性和运行机理的基于SPWM控制的UPFC开关函数数学模型。该模型清晰地指出了UPFC最终的输入控制量和输出量，并考虑了串、并联变压器的不同变比及三相电网电压的不平衡，较原有输出模型更具一般性。     

基于SPWM控制的UPFC开关函数数学模型

针对目前统一潮流控制器(UPFC)输出建模方法和拓扑建模方法的不足，通过引入正弦脉宽调制(SPWM)控制下的开关函数概念，建立可反映UPFC装置内部开关特性和运行机理的基于SPWM控制的UPFC开关函数数学模型。该模型清晰地指出了UPFC最终的输入控制量和输出量，并考虑了串、并联变压器的不同变比及三相电网电压的不平衡，较原有输出模型更具一般性。     

统一潮流控制器(UPFC)对次同步振荡的影响及抑制策略

FACTS等快速控制装置在一定条件下可能激发电力系统的次同步振荡问题,导致发电机轴系失稳,造成重大事故,危害电力系统的安全稳定运行。UPFC作为一种新型FACTS元件,虽然能实现母线电压控制和线路有功、无功功率的调节,但对次同步振荡影响的研究较少。同时,目前的UPFC阻尼控制器多针对低频振荡模态。故在搭建UPFC模型的基础上,运用测试信号法,研究了系统运行参数和UPFC电压有功控制等对次同步振荡的影响,并设计了相应的UPFC附加阻尼控制器。在IEEE第二标准测试系统上的计算机仿真说明,该控制器能有效提高多个扭振模态的电气阻尼,抑制系统的次同步振荡。     

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.     

模糊神经网络在能量缓冲统一潮流控制器中应用的研究

UPFC是最具有代表性的柔性交流输电系统(FACTS)装置，它集串、并联补偿为一体。通过能量缓冲装置的引入，使得UPFC中有功分布控制成为可能。该文采用模糊神经网络(FNN)来控制统一潮流控制器(UPFC)及能量缓冲装置；提出了一种改进的FNN控制器学习算法：在构成隶属函数的神经结构中采用遗传算法，在解模糊过程中采用最小二乘方法。模糊神经网络控制方法结合模糊理论与神经网络各自的优点，使其对于UPFC的控制具有更加灵活稳定和快速的特性和很强的鲁棒性，并使UPFC串并联侧协调控制更加可靠。通过大量的样本学习，验证了该控制系统能够确保各种运行模式下的UPFC正确工作，最后通过仿真证实了该方法的可靠性。     

基于PSCAD仿真的柔性直流输电技术研究

柔性直流输电技术是基于全控器件的新型高压直流输电(HVDC)技术,采用基于全控器件的电压源型换流器(VSC)和正弦脉宽调制(SPWM)技术进行无源逆变,解决了应用直流输电技术向无源负荷供电的问题。针对柔性直流输电的基本原理、VSC的数学模型和控制策略进行分析,研究了柔性直流输电系统的控制技术及其应用,并讨论了VSC的dq轴模型和几种基本控制方式。最后采用PSCAD软件建立了输电系统仿真模型,对向无源网络供电和两端供电这两种情况进行了仿真研究。仿真结果表明,柔性直流输电技术在两种情况下均能实现灵活可靠的控制。     

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.     

典型FACTS设备对连锁故障风险影响研究

灵活交流输电系统(FACTS)可以有效抑制连锁故障的传播,从而降低连锁故障的风险,其具体效果需要进行定量计算分析。给出了三种典型FACTS设备-晶闸管控制串联电容器(TCSC),静止无功补偿器(SVC),统一潮流控制器(UPFC)的注入潮流模型,基于简化潮流方程计算了发电机和线路故障引起的低电压和潮流过载风险,并给出了多阶故障风险的计算方法。最后给出了基于风险最小化选择典型FACTS设备最佳安装位置的方法。仿真结果表明,提出的风险计算模型和位置选择方法是有效的。     

FACTS对电力系统静态安全性影响评价指标体系研究

针对目前评价灵活交流输电系统 (FACTS) 系统稳态性能影响指标的不足,结合 FACTS 设备自身控制潮流和电压的工作特性,提出了一套全面评估 FACTS 设备对系统静态安全性影响的指标体系.建立了基于运行状况的晶闸管控制串联电容器(TCSC)、静止无功补偿器 (SVC)、统一潮流控制器 (UPFC) 可靠性模型,并基于该模型提出了 FACTS 设备的控制策略,该策略以状态量越限值最小为控制目标.建立了采用蒙特卡罗仿真的概率评估算法.通过 IEEE-57 节点的计算验证了所提指标体系和算法的有效性.     

适合城市电网的级联型统一潮流控制器

为提高上海地区10 kV电网的供电可靠性,需要潮流控制能力强的柔性交流输电(flexible AC transmissionsystems,FACTS)装置来实现10 kV电网的合环运行,而统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)就是一种很好的选择。文章对基于H桥级联技术的UPFC拓扑结构进行了研究,通过仿真实验对级联型UPFC的动态性能进行分析和验证。仿真实验结果表明,省略掉串联变压器的H桥级联型,UPFC能够有效控制线路潮流并维持直流电压恒定,采用脉宽调制技术有效消除了中低次谐波。     

UPFC控制器设计

分内部控制和外部控制2部分对统一潮流控制器(UPFC)进行控制器设计.内部控制采用SVPWM控制,负责提供UPFC串、并联侧电压源逆变器的触发信号,并采用一种改进的相位求解方法解决了期望输出电压矢量相位计算过程中的数值溢出问题.外部控制采用在全论域范围内带有自调整因子的变间距模糊交互控制.负责产生UPFC串、并联侧逆变器所需的控制矢量.运用Matlab仿真工具对含UPFC的单机无穷大系统进行了仿真研究.仿真结果表明所设计的UPFC可以有效地控制线路潮流、节点电压和UPFC直流侧电容电压.并且具有响应速度快、超调小、控制精度高、鲁棒性强的优点.     

基于背靠背 VSC-HVDC 电网间同期并列装置实现UPFC 的仿真研究

基于电压源型换流器(VSC)能够同时独立控制有功功率和无功功率的原理,对背靠背VSC-HVDC同期并网装置结构和统一潮流控制器(UPFC)电路主拓扑结构进行分析,提出一种基于功率传递方式实现电网并网与UPFC功能相结合的控制策略。电压源型换流器完成同期并网操作后,采用断路器状态作为特征信号闭锁并联侧和串联侧的换流器,通过相关电气设备的操作完成UPFC结构的转换,改变换流器控制策略以实现潮流调节功能。同一装置在不同模式下实现多种功能,提高了电力系统的稳定性和自动化程度,增加设备的使用率。本文利用PSCAD/EMTDC仿真软件验证了该方法的有效性和可行性。