UPFC最优布点问题研究

ＵＰＦＣ元件作为一种功能强大的ＦＡＣＴＳ器件正日益受到广泛的研究和重视,并有望在未来几年内投入实际运行。对应用中首先会面临的问题－安装地点问题研究时,在限定ＵＰＦＣ个数的情况下,以总容量成本最小为目标,通过目标潮流寻求电力网络中的最优环路集,并以其中的最佳连支作为ＵＰＦＣ的最佳安装地点。     

联合电力潮控制器(UPFC)在美国电力公司投运

联合电力潮控制器（ＵＰＦＣ）在美国电力公司投运徐叔梅电力部电力科学研究院,１０００８５北京全世界输电事业正处于大转变之中。这就需要在继续可靠并高质量供电的基础上,以新技术来推动这种转变。灵活交流输电系统（ＦＡＣＴＳ）就是这种新技术中的一种,而联合潮流...     

应用UPFC控制电力网络潮流的研究

本文在分析ＵＰＦＣ的电路原理后,导出了ＵＰＦＣ的动态数学模型,提出了基于网络阻抗法的ＵＰＦＣ机网接口算法,设计了ＵＰＦＣ控制系统。应用接口算法、ＵＰＦＣ的动态数学模型以及ＵＰＦＣ控制系统对含ＵＰＦＣ的电力网络进行了仿真计算。计算结果表明接口算法和ＵＰＦＣ控制系统有效性。     

UPFC控制器设计原理及方案

提出了一种利用统一潮流控制器（ＵＰＦＣ）两个逆变器的调制波相移δ１、δ２和调制系数ｋ１、ｋ２控制线路有功、无功的方法,并就此提出一种ＵＰＦＣ试验装置的控制方案。     

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。     

UPFC控制方法研究

论文通过开关函数建模法确定统一潮流控制器(UPFC)的数学模型；在park变换的基础上，基于预测电流设计UPFC的d-q轴解耦控制方案。论文利用电压空间矢量脉宽调制法推导出UPFC各桥臂电力电子器件的开关状态。考虑到UPFC中间直流电容上电压控制的重要性，论文在传统PID控制的基础上，设计模糊自适应PID控制策略；MATLAB仿真结果表明，控制方案能有效地提高直流电容上电压的稳定性，改善功率波形，取得了类似扩大电容容量后的效果。系统可供同类设计参考。     

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。     

MMC-HVDC物理模拟系统的控制器架构设计

相比传统直流输电,模块化多电平换流器型高压直流(MMC-HVDC)输电的一次系统与二次系统都更为复杂,并且控制系统的特性一定程度上决定了MMC-HVDC系统的性能。为研究物理控制器的设计方法,文中首先设计了MMC-HVDC物理模拟系统的主系统结构与电气参数,然后重点研究了分层的MMC-HVDC控制系统架构,运行人员控制系统(上位机)、极控制和保护系统、阀基控制器、子模块控制保护单元等由高到低构成了完备的控制体系,确立了各控制层之间的通信方式与内容,开发调试了控制系统程序。最后,进行了MMC-HVDC物理模拟系统的系统实验。实验表明控制系统可以有效地实现物理模拟系统的启停、子模块电容电压平衡、基本的故障保护以及直流电压与功率的控制。     

UPFC在浙江金华电网的应用研究

在分析UPFC(统一潮流控制器)的功能及模型的基础上,提出UPFC容量在BPA仿真软件中的等值计算方法。以浙江金华电网为例,比较确定UPFC的最佳安装地点,在2017-2020年的运行方式下,计算不同年方式下UPFC所需的容量,通过UPFC提升线路的功率大小与自身容量的比较,说明线路功率不同时,单位容量的UPFC提升线路功率的大小相同。研究结果表明UPFC能够有效解决金华电网运行过程中存在的潮流分布不均、系统正常运行不满足N-1的问题。     

一种新型的UPFC拓扑

提出了统一潮流控制器的一种新型拓扑,它包含两个交流侧面对面连接,而不是通过公共直流环节背对背连接的逆变器.该新型结构具有以下优点:1)两个逆变器间没有有功功率交换,两个逆变器仅提供或吸收无功功率;2)级联式逆变器可以用于这种结构,因而取消了传统的磁接口--曲折变压器,大幅度减少了功率损耗;3)在许多负载情况下,所需要的逆变器容量可以大大减少;4)模块化的级联式逆变器和它的冗余性使得这种新型结构更具设计的灵活性和实现的可靠性.仿真结果清楚表明:在所需的容量方面,新型拓扑比传统拓扑更具优势,实用,实现更容易.     

UPFC动态特性仿真研究

以具体的统一潮流控制器 ( UPFC)电路结构为基础 ,采用 MATLAB中的动态仿真工具SIMULINK建立了 UPFC的详细仿真模型 ,并以一个含 UPFC的简单电力系统为例 ,仿真分析了UPFC的静、动态运行特性。从对仿真结果的分析可以看出 ,当以常规的潮流控制为目的时 ,在系统受扰的情况下 ,UPFC的运行可能会严重偏离其正常运行条件并加剧系统的故障状态     

计及UPFC的电力系统无功优化

以统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)为代表的灵活交流输电技术(flexible AC transmission system,FACTS)可实现传输功率的合理分布、优化系统资源,提高系统的稳定性和可靠性。该文基于内点优化方法,提出计及UPFC的无功优化模型,以系统有功网损最小为目标函数,采用UPFC电压源模型,将其作用等效为一系列电压和功率的约束,直接放到内点法的约束中,在不同的负荷运行方式下进行优化分析。在IEEE-30节点系统测试中发现,引入UPFC后系数矩阵的维数会有所增加,但不会影响其收敛性。算例就系统网损和电压指标对装设UPFC前后进行比较,并给出最优控制方案下UPFC的参数值。结果表明该方法是可行的、有效的,取得很好的效果。     

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运行点变化对电力系统稳定和控制性能的影响

统一潮流控制器(UPFC)的主要控制功能是潮流控制和电压控制,控制的水平由控制器的设定参考值决定。它们也是文中所指的UPFC的控制运行点,即UPFC安装线路上由UPFC调节达到的输送的有功和无功水平,以及安装母线上由UPFC控制达到的电压水平。文中讨论了UPFC控制运行点变化对电力系统稳定性的影响。同时还发现,控制运行点在较大程度上决定了控制器的控制性能和2个UPFC之间的交互影响。通过2个装有UPFC的电力系统的仿真结果证实了文中的讨论。     

UPFC动态模型在电力系统动态分析中的实现

在计及直流电容器动态的UPFC动态模型的基础上,引入交替迭代法实现 了UPFC动态模型与电力系统的接口。应用这种接口处理方法,对含UPFC的电力系统进行了动 态仿真分析。仿真过程中,UPFC的并联侧控制为定端电压控制和定直流电容电压控制,而串 联侧为定线路功率控制或定串联补偿控制。仿真结果表明在UPFC动态模型中计及电容器充 放电动态的必要性,以及接口算法的有效性。并且可以看出不同的控制系统下UPFC的控制性 能差别很大,反映了UPFC在系统中的应用效果对其控制系统的依赖性     

基于统一潮流控制器对电力系统暂态稳定控制的研究

作为灵活交流输电系统(FACTS)重要内容之一的统一潮流控制器(UPFC)可以实现分 别或同时 地对电力系统参数——电压、输电线路阻抗及两端间相角的控制。文中以一简单系统为例， 探 讨了统一潮流控制器若干特例形式之一的分接头切换开关对于提高电力系统暂态稳定性的作 用，并且给出了仿真结果。     

晶闸管旁路开关在UPFC中的应用

在统一潮流控制器(UPFC)系统中为了防止串联变压器以及换流器在系统发生故障时因过电压损坏,要在串联变压器的一次侧或二次侧并联快速旁路设备,文中研究的晶闸管旁路开关是一种利用晶闸管快速导通性能的旁路开关设备。首先介绍了UPFC的过电压保护原理,快速旁路设备的组成及技术性能要求,然后以南京UPFC工程为例设计了快速旁路设备中晶闸管旁路开关(TBS)的结构、参数并进行器件的选型,校核晶闸管旁路开关的BOD保护和MOV之间的过电压配合,通过温升试验以及在合成回路中进行的最大短时电流耐受试验验证了晶闸管旁路开关的性能,最后介绍了TBS的状态检测系统构成及其检测流程。     

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。