UPFC控制策略的研究与性能分析

本文重点讨论了UPFC控制线路潮流的效果，提出了交叉解耦控制和交叉耦合控制。分析可知，在系统所有参数已知的条件下，采用交叉解耦控制的UPFC有最快的响应速度。而在传输线路参数不确定的情况下，采用交叉耦合控制的UPFC有最好的动态性能。最后实验结果表明两种方式控制的UPFC均有较好的潮流调节能力。     

含静止同步补偿器的单机系统综合控制器设计

针对含静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)的单机无穷大系统的特点,提出了一种新的控制器设计方法.首先建立了考虑发电机汽门调节系统、励磁系统的含STATCOM的单机无穷大系统5阶多变量3输入3输出的非线性数学模型;在此模型的基础上,运用动态逆系统方法完成系统模型的解耦与线性化,构造出3个相互独立的单输入单输出伪线性系统,并应用变结构控制理论分别设计子系统控制器;最后,在MALAB中编写M函数仿真程序,并与在相同数学模型、相同电路参数条件下的最优控制结果相比较.结果显示,提出的控制策略更能有效提高系统的暂态稳定性能,证实了该控制策略的有效性和优越性.     

基于MMC拓扑的UPFC控制策略仿真研究

统一潮流控制器（UPFC）的容量和鲁棒性是其工程实用的难点。为提高容量,将模块化多电平变流器（MMC）引入到UPFC中以替代传统的三相全桥拓扑,其级联多电平特性适合高压大功率的发展方向。为增强鲁棒性,针对UPFC强耦合、非线性的特点,在交叉解耦控制策略基础上引入反馈线性化和变结构控制方法设计控制器。在Matlab/Simulink中进行数值仿真,仿真结果表明,UPFC在调节潮流时既保留了交叉解耦控制快速性和解耦性的特点,又提高了系统对于线路参数变化时的鲁棒性。     

考虑阻尼绕组作用的单机无穷大系统线性化模型

基于同步电机阻尼绕组对电力系统动态稳定性的重要影响,建立了考虑阻尼绕组作用的单机无穷大系统线性化ｃ１～ｃ２模型,对该模型与Ｐｈｉｌｌｉｐｓ－Ｈｅｆｆｒｏｎ ｋ１～ｋ６模型在自动励磁调节削弱机电模式阻尼的机理、系统动态稳定性的计算及电力系统稳定器的设计３方面的差别进行了分析和对比,经比较认为：同步电机迟相运行时,自动调节励磁将削弱机电模式的阻尼,此性质与有功负载的大小无关;ｃ１～ｃ１２模型适用于同步     

阻抗跟踪对UPFC交叉解耦控制策略的改进

统一潮流控制器（UPFC）的交叉解耦控制具有潮流调节迅速、稳定性好的优点,但是其功率环反馈系数按固定参数设定,因而鲁棒性较差。文中以阻抗跟踪法改善交叉解耦控制的鲁棒性。该方法将功率环的反馈系数由固定参数改变为线路阻抗的跟踪值,在保证交叉解耦控制原有良好潮流调节性能的同时能够对不同的线路阻抗实现潮流调节。同时,阻抗跟踪法没有引入新的采样信号,易于实现。仿真结果证明了这种控制方法具有良好的鲁棒性。     

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。     

基于矩阵变换器的统一潮流控制器的逆系统方法控制策略

基于矩阵变换器的统一潮流控制器在同步旋转坐标下的数学模型,应用逆系统理论,将耦合的非线性模型解耦成了近似线性化的模型,也就是＂伪线性系统＂模型。进而针对＂伪线性系统＂模型,设计了变结构控制律,构成了变结构潮流控制策略,以实现对这个基于矩阵变换器的统一潮流控制器的潮流控制。最后搭建仿真模型,对所提控制策略进行仿真,验证了控制策略的正确性和有效性。     

UPFC抑制电力系统低频振荡的参数优化研究

为研究统一潮流控制器(UPFC)用于抑制电力系统低频振荡的效果,采用PID控制策略设计了UPFC,并利用遗传算法(GA)和粒子群算法(PSO)分别对UPFC参数进行了优化。对含UPFC的单机无穷大系统进行仿真,仿真结果显示,UPFC对阻尼电力系统低频振荡起到一定的作用,经过参数优化后系统的暂态变短,相关量的波动降低,且粒子群优化算法用于抑制阻尼电力系统低频振荡的效果优于遗传算法。     

UPFC动态建模与最优控制研究

首先推导出了含UPFC单机无穷大系统的功率方程式，进而提出用二阶状态方程来描述UPFC 的动态行为，并设计了其最优控制系统。通过对某单机无穷大系统的暂态仿真，验证了该方 法的有效性。     

基于等值单机无穷大系统的多机系统PSS设计

多机电力系统PSS的合理设计对于抑制低频振荡至关重要.基于单机无穷大系统的PSS设计方法简单明了,但需要解决等值单机无穷大系统的求取问题.提出了一种直接利用多机系统Phillips-Heffron模型线性化矩阵对角元素形成等值单机无穷大系统Phillips-Heffron模型的新方法,并采用相位补偿法进行PSS设计.与基于发电机间的节点导纳矩阵求取等值单机无穷大系统的方法相比,新方法省去了各机组等值系统参数和线性化系数的计算工作.基于等值单机无穷大系统的PSS设计方法简洁,物理概念清晰,计算量小,便于现场应用.算例比较表明,基于等值单机无穷大系统设计的PSS增强系统阻尼的效果不比一些统一协调设计法的差.     

UPFC对电网潮流及电压支撑能力的研究

苏州南部电网的电力受季节变化潮流分布影响较大,在部分方式下断面存在"卡脖子"的现象,拟通过加装500kV统一潮流控制器(UPFC)来解决该问题。介绍了UPFC的应用现状,对UPFC在苏州南部500 kV电网的需求进行了分析、计算,论证了UPFC装置在潮流控制以及电压支撑方面所起的作用,结果表明,加装UPFC后,有效解决了该电网线路的输电瓶颈及直流双极闭锁后大面积的限负荷问题。     

针对单机无穷大系统模糊电力系统稳定器的设计

针对一种典型的单机无穷大电力系统,进行了基于MATLAB／SIMULINK及模糊逻辑工具箱的传统电力系统稳定器（CPSS）和模糊电力系统稳定器（FPSS）的设计研究。提出了一种利用模糊控制参数及控制规则进行调整和修正模糊控制器的设计方法,并应用于电力系统稳定器的设计,仿真结果表明：相比传统电力系统稳定器．模糊电力系统稳定器能在较大的运行范围内更有效地抑制系统低频振荡,系统鲁棒性好,且调试方便。     

单机无穷大系统暂态稳定线性最优控制

基于实时参数P-δ预测暂态系统稳定性,得到发电机功角δ的预测值,以功角预测值不大于预先设定的门槛值作为暂态稳定的条件,通过引入最优控制原理,在系统暂态稳定的条件下,得到发电机最优输入机械功率调整量,把微分方程所描述的电力系统控制,转化为以发电机输入机械功率为控制量的最优控制,以实现暂态稳定最优控制。     

UPFC并联侧双环控制策略的研究

从统一潮流控制器（UPFC）并联侧系统数学模型出发,设计了UPFC并联侧双环控制系统,内环用电流解耦控制器实现dq轴电流解耦,外环用d轴控制直流电容电压,q轴控制节点电压的PI控制方式,同时加入电流前馈控制环节和电流反馈控制环节,提高了系统精度和响应速度。仿真系统采用高电压等级,并使用标幺值方法分析和计算各类控制器的参数,通过仿真验证了所设计系统的准确性和有效性。     

统一电能质量控制器的非线性控制策略研究

建立了UPQC串、并联侧的数学模型,并利用状态反馈精确线性化方法将其解耦成线性系统.在此基础上,结合变结构控制理论,设计了反馈控制器.运用MABLAB软件,对设计的控制器进行仿真研究.结果表明,加装该控制器后可以更有效的对串、并联侧电压、电流进行补偿.     

考虑UPFC实时控制策略的电网功率调节能力研究

提出一种考虑统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)系统级和换流器级控制策略的线路功率调节能力计算方法,实现了电网正常运行和N-1情况下UPFC对线路潮流有效控制范围的计算。介绍了UPFC工程的控制策略,在考虑并联侧定电压控制和定无功控制特性的基础上实现潮流分析,并以南京西环网UPFC为例,基于江苏电网的实时运行数据对UPFC的实际潮流控制范围进行计算,为电网调度运行提供参考。     

基于统一潮流控制器（UPFC）的电力系统稳态潮流控制的模型和算法

本文在分析统一潮流控制器（ＵＰＦＣ）的基础上，导出了ＵＰＦＣ的潮流控制模型，提出了易于同常规ＰＱ分解潮流计算相结合的算法。算例表明，该方法能有效地用于分析ＵＰＦＣ对潮流控制作用，且具有较好的收敛性     

混合型统一潮流控制器抑制风电次同步振荡控制策略

混合型统一潮流控制器(hybrid unified power flow controller,HUPFC)可以实现统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)与移相变压器('Sen'transformer,ST)的优势互补,广泛应用于系统潮流控制之中.但是,尚未有文献开展HU...     

统一潮流控制器近端母线的短路电流计算方法

针对目前实际投运的统一潮流控制器(UPFC)及其采用的故障控制策略,基于电网络理论推导了UPFC近端母线短路电流的计算方法。使用UPFC串联线路对故障母线的转移导纳描述了UPFC的近端母线,由于UPFC串联侧在近端母线故障时立即被旁路保护,导致故障母线的戴维南等值电势发生突变,进而对短路电流的计算结果产生影响,计算结果的相对变化与UPFC故障前运行电压和电流分布系数有关。在IEEE 9节点系统中,研究了运行条件变化以及UPFC参数变化对短路电流的影响,并使用PSCAD对计算结果进行了仿真验证;在IEEE 118节点系统中,分析了UPFC对大规模电网短路电流的影响。结果表明,UPFC对其两侧母线短路电流的影响相反,且对近端母线短路电流的影响随着电气距离增大而减小。