统一潮流控制器的多变量控制设计

通过一实例,讨论报告了统一潮流控制器的多个控制器之间存在的交互影响及在负交互影响下,多个控制器设计安排的不合理性。文中建议对统一潮流控制器应设计１个多变量控制器来完成其具有的多个控制功能。并给出了这样１个多变量控制设计的成功实例。     

统一潮流控制器多目标协调控制策略研究

统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)应用到电力系统中,具有调节线路潮流、维持母线电压、提高暂态稳定性等多种控制目标,然而这些控制目标的实现并不完全统一,若UPFC采用单一目标的控制策略,则不能满足电力系统多种运行工况的要求。为此,分析了UPFC各控制目标的实现原理和控制方法,阐述了它们之间的关系及存在矛盾的原因,在此基础上提出了UPFC多目标协调控制策略,采用模糊逻辑设计了附加控制器,能够根据系统运行工况自适应调整附加信号的大小,从而实现多目标之间的协调控制。该策略使得电力系统稳态运行时电压和线路潮流严格跟踪参考值,而电力系统发生暂态扰动后,在维持系统电压和线路潮流在允许范围内的同时能够最大限度提高系统的暂态稳定极限,增加系统阻尼,并快速抑制系统振荡。基于PSCAD/EMTDC四机两区域系统的仿真结果验证了理论分析的正确性及协调控制策略的有效性。     

统一潮流控制器控制系统的研究

统一潮流控制器（ＵＰＦＣ）是灵活交流输电系统中的重要设备。在ＵＰＦＣ的工作原理基础上提出了基于高压直流输电和基于脉宽调制的两种ＵＰＦＣ基本控制方式：方式一是以控制整流／逆变侧的点燃／熄弧角来改变ＵＰＦＣ环形网络的功率分布实现对ＵＰＦＣ的控制,方式二是以ＵＰＦＣ的输出电压为对象通过Ｐａｒｋ变换得到ＵＰＦＣ开关动作模式和时间来控制ＵＰＦＣ。文中对控制方式的进一步研究提出了预想。     

统一潮流控制器稳态性能研究

总结含统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)的系统潮流计算方法,在此基础上设计一个能与传统PQ潮流算法结合的UPFC潮流计算模型,将潮流计算结果与UPFC的稳态模型相结合,分析控制目标值与系统控制量、电气量的关系.提出一种用中间控制变量代替直接控制方式的潮流控制策略,仿真...     

电力系统潮流计算的符号分析方法研究

提出了一种运用符号分析的方法进行电力系统潮流计算的新思路,根据电网络的拓扑求解方法和图论理论,将复杂网络的拓扑分析方法引入电力系统,实现潮流计算的符号化.该算法直接将电力网络元件的参数进行符号表达,通过求解网络的k-树有效地生成电力网络节点电压方程中各节点电压的符号表达式,进而获得潮流解;并通过采用广义树法系统地生成复杂网络的树组,解决生成网络全部k-树时计算量和存储量随网络顶点数目的增加而过快增长的难点,有效地提高了算法的计算速度.与传统的潮流计算方法相比,该方法不存在计算的收敛性问题及其多解现象,算例分析验证了该算法的正确性.     

统一潮流控制器的模糊控制器设计

建立并提出了UPFC的动态数学模型和模糊控制策略，并对其4个调节器分别设计了控制器。对UPFC的阻尼控制器进行了改进，给出了运用带多个因子的模糊规则自调整的模糊控制器。运用MATLAB的仿真工具，对含UPFC的双机系统进行了仿真。仿真结果表明，UPFC采用模糊控制后不但能有效地调节线路潮流，而且能有效抑制振荡，提高电力系统的动态稳定性。     

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.     

基于多目标进化算法的统一潮流控制器稳定控制器鲁棒运行点选择

针对多机电力系统中UPFC稳定控制器鲁棒运行点的选择问题,提出了综合考虑UPFC装置向系统提供阻尼以及受控电力系统本身阻尼两个目标的选择方法,将该问题转化为一个多目标问题,并提出求解该问题的相应多目标进化算法（MOEA）,该算法基于Pareto排序选择方法,采取模糊修正、小生境算子、精英选种策略等技术,具有收敛速度快等优点.最后通过对新英格兰电力系统的仿真分析,验证了多目标进化方法在选取UPFC稳定控制器鲁棒运行点问题上的有效性.     

电磁式特高压统一潮流控制器

为解决特高压电网的运行调节中的困难,提出了一种电磁式特高压统一潮流控制器的结构和工作原理,其由360°移相变压器和并联可控电抗器组成。移相变压器由普通有载调压开关控制,可以实现离散的360°移相串联电压控制。与现有基于电力电子开关的统一潮流控制器相比,电磁式统一潮流控制器在保持有功与无功潮流独立灵活控制优点的同时,损耗低,无电磁兼容问题,并且兼有过电压和潜供电流限制的功能。360°移相变压器结构简单,每相仅需2个二次移相绕组,造价低、可靠性高、易于实现。     

统一潮流控制器的潮流调节性能分析

介绍了统一潮流控制器（UPFC）的系统构成及工作原理,详细分析了其稳态等值电路。并以安装UPFC的500／230输电系统为例,分析了UPFC的潮流调节能力。     

相对增益矩阵方法在柔性交流输电系统多变量控制器交互影响分析中的应用

提出了一种分析FACTS多个控制回路之间交互影响的新方法：改进相对增益矩阵(Relative gain array，RGA)方法，使其可对合成控制系统不同控制过程之间的交互影响进行分析，以利于设计人员通过考察各输入对输出变量的影响程度，选取控制变量与被控量之间的最佳搭配。为了验证所提出方法的有效性，将其用于指导FACTS阻尼控制器的设计。数字仿真结果表明，利用该方法进行UPFC阻尼控制器附加回路的选取，能取得较满意的效果。     

相对增益矩阵方法在UPFG潮流控制中的应用

利用控制理论中的相对增益矩阵(RGA)方法对统一潮流控制器(UPFC)的多个控制回路间的耦合程度进行了定量分析,确定了UPFC的最佳变量配对关系.在此配对方案下UPFC控制回路间的耦合程度非常薄弱,因而不需采取解耦措施即可实现协调控制,简化了UPFC控制规律的设计.分析结果表明最佳变量配对关系对运行方式的变化不敏感,因而具有固定性和可行性.仿真结果验证了UPFC最佳变量配对关系的合理性和有效性.     

基于直流侧电容电压弱控制策略的UPFC二阶段控制器设计

在分析常用直流侧电容电压控制方法的基础上，确定了直流侧电容电压强控制的概念，并相应地提出了直流侧电容电压弱控制策略。该策略能够利用UPFC直流侧电容吸收部分暂态能量，从而加速故障后线路上潮流稳定过程。基于直流侧电容电压弱控制的概念，结合线性最优控制方法，给出了相应的弱-强二阶段控制器设计实例及仿真结果。仿真实验表明，在系统发生三相对称短路故障时，该控制策略能够迅速地稳定被控线路的潮流和UPFC接入点的母线电压。该文提出的直流侧电容电压弱控制方式可与任一成熟的UPFC控制策略共同工作，以达到进一步改善控制效果的目的。     

UPFC的潮流控制与暂态稳定性研究

从ＵＰＦＣ控制潮流的基本原理出发,详细地讨论了它对线路潮流的调节情况,建立了利用ＵＰＦＣ控制潮流的３种优化模型,并针对ＵＰＦＣ对潮流的控制受功能变化的影响较大的特点,提出了一种有效的分段潮流控制策略;根据暂态过程的不同阶段,相应地改变ＵＰＦＣ的控制工,从而可大幅度地改善系统的暂态稳定性,单机无穷大系统的暂态仿真结果表明：分段潮流控制策略是有效的。     

基于GPFC模型的电力系统线路潮流控制

本文提出了一种基于广义潮流控制器模拟的电力系统线路潮流控制的统一分析方法。该方法以统一的数学模型和数据格式统一处理不同潮流控制方式下的电力系统潮流控制问题。     

统一潮流控制器的非线性控制和对电力系统稳定性的改善

首先考虑UPFC装置与电力系统串联和并联的两部分之间耦合直流电容的动态,建立了具有UPFC的输电系统的动态数学模型。在此基础上,对UPFC的4个控制变量进行分析,提出了控制变量m1,m2和ψ1的线性控制规律,并运用基于微分几何理论的仿晨线性系统反馈精确线性化和动态反馈原理及方法,得到了控制变量ψ2的非线性最优控制律的解析表达式,从而提出了UPFC的线性与非线性最优混合控制策略。控制策略的测量量均可本地化,以利于工程应用。仿真结果表明在文中所给出的非线性控制器作用下,UPFC能有效地改善电力系统的动态品质和暂态稳定性。     

电力系统潮流解算中广义潮流控制器（GPFC）的统一分析

在对串联补偿、并联补偿、移相调节和统一潮流控制进行深入分析的基础上 ，通过广义潮流控制器(Generalized Power Flow Controller,简称GPFC） 的概念分析了上列这些潮流控制方式的统一处理方法。该方法很容易与常规 算法相结合，并能在程序中以统一的数据格式计及多个各种潮流控制方式的 作用。实例分析表明，本文方法具有作用方便和灵活的特点，可以为更好地 分析各种潮流控制方式对电力系统的影响提供有效的工具。     

用于电网稳态和暂态分析的统一潮流控制器模型

采用常规潮计算程序实现含统一潮流控制器（UPFC）电网的潮流计划，用节电流注入法建立了UPFC的动态模型，并用电力系统分析综合程序（PSASP）提供的用户模型自定义功能，构造了适合于PSASP，可用于含有UPFC电网的稳态和暂态稳定仿真模型，通过对华东电网UPFC的初步分析，证明模型应用于实际电网是可行的。     

UPFC潮流控制与优化的研究

FACTS对电力系统暂态的控制作用已被广泛认可,但对稳态方面的作用仍需要进一步的研究。文中基于功率注入法,建立了统一潮流控制器（UPFC）的稳态模型,分析了UPFC的潮流控制特性,同时通过三维立体图像形象地显示出UPFC的控制范围。基于该模型,UPFC的潮流控制研究可转化为一个优化问题的求解。通过求解最优潮流问题可得到UPFC所在支路的传输功率、系统发电费用和系统网损。IEEE-14和IEEE-30节点系统的优化结果表明：UPFC对系统局部范围内的潮流有相当大的调节作用,但对于系统范围内的经济性目标却作用有限。这说明UPFC稳态控制能力依赖于系统的运行目标,因此UPFC在稳态下的最佳控制策略应该是与相应运行方式相结合的区域目标下的优化控制。该结论对UPFC的选址也有一定的参考价值。     

统一潮流控制器的建模与控制研究综述

灵活交流输电系统（ＦＡＣＴＳ）技术是近几年来出现的一项新技术,统一潮流控制器（ＵＰＦＣ）是ＦＡＣＴＳ控制器中乞今最全面的控制器,可提供对传输线路参数（即电压、线路阻抗和相角）的全面动态控制,能够快速控制传输线路的有功和无功功率及母线电压。首先由考虑ＵＰＦＣ的电力系统潮流调节问题讨论了ＵＰＦＣ的建模,然后从控制角度综述了目前国内外研究ＵＰＦＣ的最新成果,概述了ＵＰＦＣ的各种控制策略,并分析了ＵＰＦＣ