UPFC在江苏电网中的应用与控制效果

摘要： 晋北—南京和锡盟—泰州特高压直流工程落点苏北电网后,将会对江苏电网潮流分布带来不小的影响,因此,有必要对这2个直流投产后周边500 kV电网进行潮流优化控制研究。首先在PSS/E仿真程序中建立统一潮流控制器（unified power flow controller, UPFC）的机电暂态仿真模型;然后针对江苏电网2020年规划运行方式下,晋北—南京直流和锡盟—泰州直流相关断面线路N-1和N-2典型故障,研究断面线路潮流转移与过载情况;最后在江都—大港和泰州—凤城500 kV线路上安装UPFC,对存在线路潮流过载的故障,通过UPFC控制断面线路潮流转移,并计算所需的UPFC容量。     

含UPFC网络的潮流计算及稳态特性仿真分析

基于统一潮流控制器(UPFC)控制支路的节点功率解耦法,提出了扩展雅可比法的含UPFC电力网络的稳态潮流统一计算方法。通过对IEEE标准系统的仿真,表明了该方法具有很好的迭代效果和收敛性,同时定性地说明了UPFC多种参数控制模式对电网灵活的控制效果。     

计及UPFC的含新能源电网静态电压稳定性分析

随着大规模高比例新能源的接入,新型电力系统的安全运行面临静态电压稳定性的问题。文章提出使用统一潮流控制器（Unified Power Flow Controller, UPFC）提升新能源电网静态电压稳定性的方案,从系统静态电压稳定性方面评估UPFC发挥的控制效能。首先详细分析了UPFC的结构及工作原理,并基于UPFC的等效功率注入模型得到电力系统潮流计算方程;其次基于潮流计算方程提出反映系统静态电压稳定的效能评估指标,计算分析接入不同容量新能源对系统静态电压的影响以及UPFC对系统薄弱节点静态电压的提升;最后通过仿真验证,安装UPFC后能明显地改善新能源电网薄弱节点的电压稳定问题。文中所提出的方法方便快捷,具有一定的实际应用价值。     

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.     

UPFC对风电场稳定性影响的仿真研究

在风速变化过大或发生短路故障时,异步风力机的电压变化也大,馈入电网的有功也有较大变化,与系统交换的无功增加,超过了系统安全约束,导致风电场停运。UPFC可以控制电压和潮流,维持风电场电压,减少无功交换,提高风电场有功的输送极限,维持系统稳定。通过Matlab/Simulink建立仿真模型,对UPFC的作用进行了验证。     

基于遗传算法的UPFC模糊控制器研究

在统一潮流控制器(UPFC)基础上,提出一种基于遗传算法的模糊控制策略,通过优化模糊控制器的量化因子和比例因子优化隶属函数使系统响应具有很好的动态和稳态性能,利用MATLAB和PSCAD/EMTDC软件实现控制器设计.仿真结果表明,与传统PI控制相比,该设计方法能快速控制潮流,改善系统对故障的暂态响应过程.     

基于永磁同步电机逆系统解耦模糊滑模控制

基于逆系统理论和模糊滑模控制方法对永磁同步电动机调速系统进行了解耦控制研究,提出了一种新型的模糊推理滑模控制策略。根据永磁同步电动机调速系统的动态数学模型,证明了其逆系统的存在性,给出了永磁同步电动机逆系统解耦的模糊滑模控制器设计方法,系统仿真结果表明,该控制策略在不加剧滑动模态抖动的前提下,有效增强了系统的抗负载扰动能力,改善了永磁同步电动机系统的控制性能。     

微网双向变流器的解耦控制策略研究

在微电网中,双向变流器作为核心组网装置,起到稳定接入点电压,降低网损率和提高功率因数的作用。但是在同步旋转坐标系下,双向变流器是一个强耦合、非线性的系统,因此需要对其进行解耦控制,以保证并网电流能够快速无差地跟踪给定信号。研究双向变流器的解耦控制策略,对其在同步旋转d-q坐标系下的数学模型进行了推导和分析,在此基础上采用PI控制和前馈控制相结合的解耦控制方法,将原系统进行线性化解耦,消除了有功与无功电流的耦合,实现系统的解耦控制。实验结果表明,所提解耦控制策略能够降低稳态跟踪误差和总谐波失真,具有较好的控制性能。     

微机非线性励磁控制装置的原理特性

非线性励磁控制装置是非线性理论转化为生产力的最新成果，技术先进，适用性强，对其工作原理和一些特性作了介绍。     

汽轮机压缩机组的解耦控制

该文介绍采用电液比例控制技术的汽轮压缩机组调节系统，讨论了汽轮机蒸汽阀门电液控制单元及汽轮机抽汽压力与压缩机出口压力的解耦控制方法，并证明了采用前馈解控制的汽轮压缩机组调节系统对传感器失效具有一定的容错能力。     

统一潮流控制器注入电压及串联换流器容量优化计算研究

目的  采用统一潮流控制器(Unified Power Flow Controller,UPFC)技术提高电网关键断面输电能力主要是通过向系统注入一定的串联电压,进而转移目标线路的潮流。 方法  文章重点针对关键送电断面,按照功能将区域电网划分为送端电网、互联网络和内部网络,按照高斯消去法将系统网络等值成两通道恒功率交换系统。在此基础上,分别针对单机无穷大系统和恒功率交换系统,基于能量守恒原理,应用向量法给出了UPFC投入前后,UPFC支路和等效支路之间电压、功角、阻抗、有功关系向量图,并利用经典功率传递函数,推导了UPFC的优化串联容量以及注入电压的计算方法。 结果  该计算方法简单实用,尤其适用于系统规划设计研究阶段。 结论  将上述方法应用于深圳电网实例计算,并与PSCAD仿真结果进行对比分析,验证了上述方法的有效性和实用性。     

基于功率解耦的微电网改进下垂控制策略

在中、低压微网中,线路存在较高阻感比,无法满足传统下垂控制的控制条件.对此,提出一种修正相角的改进下垂控制策略,通过将引入的转换矩阵用于功率变换中,构造出具有统一旋转角的下垂控制器,保证了系统在拥有高R/X值的线路下微源逆变器输出有功功率和无功功率的解耦.利用Matlab/Simulink仿真平台搭建了两台逆变器并联的...     

并联除氧器建模及模型参考自适应解耦控制

建立了并联除氧器的压力数学模型，分析了影响被控对象参数变化的因素，并根据并联除氧器压力解耦控制系统中由于被控对象参数的不同和变化造成的压力偏差和水位偏差，设计了模型参考自适应律，对被控对象进行调节，使其与选定的参考模型参数保持一致。仿真结果表明，模型参考自适应压力解耦控制系统可以有效克服被控对象参数的变化，消除各台除氧器间的压力和水位偏差，保持满意的控制品质。图6参7     

电力电子技术在电力发展中的新应用

电力电子技术近年已有较快发展，在高压直流输电中，对抑制谐波，降底造价、扩大功能发挥重要作用；在灵活交流输电系统中，更借助于电力电子技术；在水力发电厂中用变频调速产生巨大效益。     

基于背靠背VSC-HVDC同期并列装置转换为UPFC的策略研究

为了充分发挥基于背靠背VSC-HVDC 同期并网装置的综合效益,结合此并网装置与统一潮流控制器（UPFC）装置电路结构上的差异,可在并网装置基础上增加一台三相变压器和若干断路器,通过相应的电气操作及转换策略实现并网电路向UPFC电路的平滑切换,并通过改变相应的控制策略实现UPFC的功能。该方法实现了背靠背VSC-HVDC在完成电网间同期并列后,装置退出并网运行而转入UPFC运行模式实现对联络线潮流的控制,从而实现了并网与联络线潮流的综合控制。使电网运行控制更加自动化、装置功能更加完整化,达到同一装置通过切换不同控制策略实现多种功能的效果,使设备得以充分使用、综合效益最大化。最后在PSCAD/EMTDC仿真软件上验证了所提方法与转换策略的有效性和可行性。     

基于单向解耦的火电机组负荷最优预见控制方法

根据火电单元机组数学模型的特点,将多变量解耦理论与最优预见控制方法相结合,提出了一种基于单向解耦的负荷最优预见控制系统设计方法,该方法将2×2多变量最优预见控制系统的设计转化为两个单回路系统的设计,从而简化了系统结构,减少了计算量。仿真结果表明:所设计的系统具有良好的负荷跟踪性能。图5参7     

基于对角递归神经网络整定的PID解耦单元机组负荷控制系统

针对火电厂单元机组具有多变量强耦合、非线性及参数时变的受控对象，提出了基于对角递归神经网络整定的PID解耦控制方法，其主要特点是能够提供一个对角递归神经网络来辩识系统模型，进而对PID控制器参数进行整定，实现多变量解耦控制。通过对火电机组负荷控制系统的设计和仿真研究，表明系统达到了动态近似解耦、静态完全解耦和无静差跟踪，并具有响应速度快，鲁棒性好等特点。图5参6     

High Efficiency PCS with Scan-Type MPPT Control for a Grid-Connected PV Power Generation System

For a standalone PV （photovoltaic） power generation system, the author previously proposed a new MPPT （maximum power point tracking） control method in which the I-V characteristics are scanned with a detection interval control that operates at specified intervals and monitors the maximum power point. The author has obtained satisfactory results using this new MPPT control method. This paper investigates the application of the new MPPT control method for a PCS （power conditioning system） in a grid-connected type PV power generation system. The experimental results clearly demonstrate that the developed PCS offers outstanding effectiveness in tracking the maximum power point in partially shaded environments.     

考虑下垂控制策略的孤岛微网最优潮流

考虑到孤岛微网与传统大电网最优潮流的不同,提出一种基于下垂控制策略的孤岛微网最优潮流,构建了下垂控制分布式电源的孤岛微网模型,并建立了以系统发电成本最小和负荷能力最大为优化目标的孤岛微网最优潮流,同时利用模糊数学方法对多目标函数进行了处理,并以改进的33节点微网为例进行仿真模拟,利用最优潮流的经典计算方法——内点法对模型进行求解。结果表明,所提优化方法在求解孤岛微网最优潮流方面具有有效性和实用性。