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。     

基于PSASP用户自定义的UPFC潮流控制模型

为建立与电力系统分析综合程序（PSASP）相适应的统一潮流控制器（UPFC）潮流控制模型,提出一种解耦控制方法。串联侧分别采用串联注入电压的q轴和d轴分量控制线路传输的有功功率和无功功率,并联侧基于瞬时功率理论,采用并联侧电流的q轴分量控制UPFC并联接入点母线电压,通过改变UPFC与网络接口节点的注入电流实现UPFC的潮流控制目标。在国内某500kV电网上进行了潮流控制计算,计算结果表明,所建立的模型正确、可行,完全可用于含UPFC的实际电网的工程研究和分析。     

用于三相电力系统潮流计算的UPFC稳态模型

基于对称分量坐标、用附加节点注入功率法,建立了统一潮流控制器(UPFC)在给定控制方式下计算三相潮流的三序解耦模型;三序解耦潮流采用正序约束条件,UPFC正序模型按附加节点注入功率计算,负序、零序模型按附加节点注入电流计算;结合牛顿—拉夫逊法编制了该潮流计算程序。因潮流可按正序、负序、零序分别求解,在保证求解精度的前提下提高了求解效率。     

含UPFC电力系统的潮流计算研究

柔性交流输电技术可灵活地控制和调节电力系统的运行状态;统一潮流控制器是ＦＡＣＴＳ的重要构成元件之一;为此着重介绍了含ＵＰＦＣ的电力系统潮流计算的数学模型和计算方法,并给出相应算例。     

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。     

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。     

基于功率注入法的UPFC潮流分析算法研究

基于功率注入法提出了一种舍UPFC的输电系统潮流计算模型,将UPFC引起的附加注入有功和无功功率作为独立的状态变量,避免了由于引入UPFC而引起的振荡或者发散,潮流的收敛速度快。IEEE-9节点系统验证了本算法的有效性。     

基于UPFC的灵活交流输电潮流控制计算

利用等效功率注入方法,提出一种含UPFC的灵活交流输电潮流计算方法。该方法将UPFC对潮流的控制作用转移到所有在线路的两个节点上,联立潮流控制目标,修正雅可比矩阵,再运用传统的潮流计算方法－牛顿－拉夫逊法进行求解。Ward*Hale6节点等多个仿真逄例显示了UPFC在稳态情况下,能够独立、快速控制线路中的有功、无功潮流,验证了该算法具有较好的可靠性和有效性。     

一种新的含UPFC的电力系统潮流算法

提出了一种新的UPFC功率注入模型。基于该模型,推导了含UPFC的电网潮流方程,提出了一种新的算法来求解含UPFC的电网潮流问题。该算法基于快速解偶法(FDLF),包含了两个交替迭代过程,继承了快速解偶法的基本特性,雅可比矩阵在迭代过程中保持对称、定常。此外,采用该潮流计算模型可以直接方便地得到UPFC控制变量的较佳初始条件,有利于算法的收敛。通过实例的计算和比较,最后验证了算法的可靠、快速和准确。     

一种新的含UPFC的电力系统潮流算法

提出了一种新的UPFC功率注入模型.基于该模型,推导了含UPFC的电网潮流方程,提出了一种新的算法来求解含UPFC的电网潮流问题.该算法基于快速解偶法(FDLF),包含了两个交替迭代过程,继承了快速解偶法的基本特性,雅可比矩阵在迭代过程中保持对称、定常.此外,采用该潮流计算模型可以直接方便地得到UPFC控制变量的较佳初始条件,有利于算法的收敛.通过实例的计算和比较,最后验证了算法的可靠、快速和准确.     

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。     

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.     

基于非线性变结构控制的统一潮流控制器对电力系统稳定性改善的研究

建立具有UPFC（统一潮流控制器,Unfied Power Flow Controller）的输电系统的动态数学模型.此模型的4个控制变量中,ψ2对系统稳定影响最显著.因此,文章结合非线性微分几何方法和变结构控制理论的优点,对ψ2控制向量进行了非线性变结构控制设计.同时也对m1,ψ1,m2控制向量分别进行线性控制设计.最后对单机--无穷大系统进行仿真分析.结果表明：具有非线性变结构控制的UPFC能更好地改善系统稳定性和鲁棒性.     

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。     

UPFC基于变量瞬时值的功率控制算法

提出基于瞬时值的功率控制算法,这种方法快捷有效,可以由采样输入的系统变量瞬时值,根据统一潮流控制器的功率控制目标,直接求得控制输出参量的瞬时值,显著提高系统的工作速度和效率。并在文末给出统一潮流控制器进行功率控制时基于瞬时值的控制输出方程。     

含UPFC的灵活交流输电系统最优潮流控制

潮流计算和无功优化计算是电力系统非常重要的计算,两者都包括在电力系统最优潮流（OPF）问题中,灵活交流输电系统（FACTS）的出现需要对传统的潮流计算进行修正,利用遗传算法探讨了含统一潮流控制器（UPFC）的灵活交流输电系统最优潮注控制问题,计算机仿真表明,该方法可有效解决含UPFC的灵活交流输电最优潮流控制。     

统一潮流控制器( UPFC)在电压稳定性中的应用

采用雅可比矩阵的灵敏度指标探讨统一潮流控制器( UPFC)对电力系统电压稳定的影响,分析装设统一潮流控制器(UPFC)前后整个系统(包括UPFC安装点)的电压稳定性能,并通过系统仿真,表明UPFC能有效地提高系统的电压稳定性.     

基于免疫遗传算法的多机电力系统 UPFC控制器

应用一种新型的遗传算法--基于免疫原理的改进遗传算法设计了统一潮流控制器,以提高多机电力系统的稳定性.本文所应用的免疫遗传算法利用免疫遗传学基本思想和理论,模拟生物体的免疫系统及其行为,如二次免疫应答,免疫记忆、免疫选择、浓度控制、新陈代谢等过程.与传统遗传算法的区别在于,本算法除了采用基因重组和基因变异思想外,还引入了隔离小生境技术和混沌增殖思想,使得所提出的算法更加接近实际免疫行为.对许多经典函数的优化结果表明,所提出的免疫遗传算法比普通遗传算法具有更强的全局优化能力.将该算法应用到新英格兰系统中统一潮流控制器的优化设计中,时域仿真结果表明,基于免疫遗传算法设计的统一潮流控制器能有效阻尼系统的低频振荡,提高电力系统的稳定性.