UPFC与IPFC提升系统输电能力比较研究

随着电力系统负荷及网架的日益发展,由系统潮流分布不均而引起的输电阻塞问题越来越严重,极大地制约了电力系统的输电能力与效率。利用FACTS设备提升电力系统输电能力相较于传统方案具有占地面积小、可控性高等多方面的优势。UPFC与IPFC作为先进的第三代FACTS装置,在潮流调控方面均有着突出的应用优势。因此有必要对两者在提升系统输电能力方面进行技术经济比较研究,用以指导实际工程的解决方案选择。首先基于附加功率注入法分别对UPFC及IPFC进行稳态建模,推导了其数学表达式。之后以江苏南通西北片电网为例,将所建模型应用于实际电力系统,计算结果显示两者均能大幅提升系统输电能力以及安全可靠性。最后在多种工况下对这两种解决方案进行了技术经济比较分析,结果表明IPFC相较于UPFC而言在潮流调控方面的作用更为全面与突出。     

基于线间潮流控制器的省级电网断面潮流优化研究

随着经济社会的发展,我国部分省级电网断面潮流不均的问题日渐突出.以江苏电网为例,由于电源和负荷在地域上呈逆向分布,省内整体呈现"北电南送"的输电形势.随着新能源大规模不断接入以及区外来电规模的增大,江苏现有北电南送通道的输电能力将难以满足后续新能源进一步接入的需求.本文首先阐述了线间潮流控制器的原理,随后分析了江苏电网北电南送断面潮流分布特征.针对北电南送输电通道潮流分布不均、存在输电瓶颈的问题,提出了3种基于线间潮流控制器的断面潮流优化方案,并通过仿真给出了断面潮流优化验证结果.最终,给出了线间潮流控制器在江苏电网应用的工程方案设想.经分析,线间潮流控制器的装设可以很好地提高江苏北电南送断面的输电能力,极大地增加苏北苏中地区新能源消纳能力,社会经济效益显著.     

相间功率控制器的潮流调控性能分析

通过分析相间功率控制器(IPC)的功角特性,提出了一种通过综合协调改变IPC参数和联络线两侧发电机组输出功率的联络线潮流和联络线两侧电网频率协调控制方案。分析比较了在不同扰动情况下调谐型IPC和非调谐型IPC 在控制联络线潮流和保持系统同步运行能力方面的区别,并根据东北-华北电网实际数据进行了仿真。仿真结果表明, 调谐型IPC稳定联络线潮流和保证联络线两侧电网同步运行的效果优于非调谐型IPC。     

基于PSASP程序的FACTS潮流建模

基于注入功率法分别建立统一潮流控制器（ＵＰＦＣ）和可控串联电容补偿器（ＴＣＰＳ）的潮流模型,并利用电力系统分析综合程序（ＰＳＡＳＰ６．０）提供的用户自定义模型和用户程序接口构造了适合于ＰＳＡＳＰ的相应的潮流算法,可以用来分析灵活交流输电技术（ＦＡＣＴＳ）在给定控制变量和控制目标下的潮流收敛特性。ＩＥＥＥ１４节点系统作为算例被用来研究不同控制方式下的系统潮流特性,计算结果证明了模型的合理性。     

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。     

线间潮流控制器在江苏电网的应用研究

线间潮流控制器(interline power flow controller,IPFC)作为一种潮流调节能力强大的柔性交流输电(flexible alternating-current transmission system,FACTS)控制装置,能够动态控制电力系统的有功、无功、电压、阻抗和功角,对有着任意相角关系、属于不同系统的线路进行潮流控制,提高系统运行稳定水平。"十四五"期间,由于苏北大规模风电、光伏等新能源接入电网,江苏电网整体呈现"北电南送"趋势。当冬季新能源出力较大时,过江输电通道由于潮流分布不均,部分500 k V线路无法满足N-1、N-2校核。为此本文研究了IPFC在江苏电网的应用场景,提出了将IPFC安装于两条过江通道,协调两条通道潮流,提升过江断面潮流输送能力。随后通过在不同系统运行工况下,对IPFC设备的综合调节能力及容量进行充分评估,优化了IPFC设备的容量及系统级控制策略。     

线路功率波动对统一潮流控制器动态行为的影响

在详细理论分析的基础上,利用电磁暂态仿真程序对线路功率妈不同频率波动时统一潮流控制器的动态行为性仿真研究,仿真结果表明了ＵＰＦＣ在潮流控制方面具有优良特性;同时也发现,电力系统非正常工作状态有可能引起ＵＰＦＣ直流侧电压波动并危及装置安全。     

基于统一潮流控制器的柔性交流输电系统的控制

本文提出一种具有统一潮流控制器的柔性交流输电系统的控制方法。控制系统由静态控制和暂态控制组成，其中静态控制用于系统正常工作状态的潮流调节，动态控制是根据暂态能量最小方法设计的，用于增加系统受扰后的振荡阻尼，以提高系统暂态稳定性，数字仿真的结果数量，这种控制系统和控制方法是可行的，而且有效的。     

基于电压稳定及FACTS配置的输电能力的研究

输电能力是电网技术的重要指标,也是反映电网输电容量的市场信号。介绍了考虑电压稳定性后,采用线路电压稳定指标快速筛选出严重预想事故集,并用连续潮流法计算输电能力;同时叙述了采用临界状态下线路电压稳定指标来评估FACTS配置安装地点对输电能力的影响,以快速捕获最佳安装位置。通过IEEE5节点和IEEE30节点标准系统验证了此方法的有效性。     

IPFC有源阻尼模型预测电流控制优化算法研究

为解决线间潮流控制器（IPFC）LCL滤波器固有的谐振问题,传统有源阻尼模型预测电流控制策略将变换器和变换器侧电感等效为理想受控电流源,忽略了网侧电感变化和电流控制延时对阻尼系数选取造成的影响,因此通过构建包含网侧电感、延时环节和阻尼系数的优化函数,提出一种综合考虑电流控制延时和网侧电感变化的二阶系统优化阻尼系数控制策略,在网侧电感发生变化时系统具有更好的动态响应能力和阻尼效果。     

计及风电不确定性的含线间潮流控制器的电力系统经济调度

线间潮流控制器（IPFC）拥有强大的潮流调控能力,可为解决大规模新能源接入背景下的潮流调控问题提供全新的解决方案。该文提出一种计及风电出力不确定性的含IPFC电力系统安全约束经济调度方法,首先基于MARKOV链生成风电出力场景,构建相应概率风险指标以描述系统安全性,并给出了兼顾经济性与安全性的优化目标函数;然后,在充分考虑双回线结构IPFC控制特性的情况下建立了故障前后电力系统的等式/不等式约束;最后,针对所建立的强非线性安全约束经济调度优化模型,设计了基于粒子群算法的计算构架并实现了模型的求解。基于江苏电网的算例分析表明,利用该文方法获得的策略比基于传统方法获得的策略能更好地满足潮流安全约束,且准确地计及了IPFC的控制特性,具有较高的应用价值。     

FACTS技术研究现状及其在中国的应用与发展

概述性地描述了柔性交流输电技术（FACTS）在改造中国电力系统中将发挥的巨大作用及广阔的市场前景、FACTS技术的研究与应用现状及发展趋势,以及FACTS 在研制过程中的一些关键技术问题。     

调谐型相间功率控制器的稳态特性研究

相间功率控制器（IPC）是一种控制输电线路功率的装置,是FACTS家族的成员。成其它FACTS装置不同,它可以不采用电力电子器件,而仅由常规器组成。当其两端相对功角发生变化时,主要依赖其固有的功率特性来维持其输送功率基本不变。此外,IPC还具好的限制短路电流特性以及两端电压互不影响的特性。文章阐述了IPC的基本特性,分析了调谐型IPC用于线路功率控制时,线路阻抗值对IPC基本特性的影响,还定性地讨论了调谐型IPC应用于实际电力系统时需要处理好的同步功率和过电压问题。     

柔性交流输电技术在智能电网中的应用

智能电网对输变电系统提出了灵活调节、高效输送、稳定可靠的要求。柔性交流输电技术为智能电网提供了解决方案。文中对各种类型的FACTS设备进行了简要的介绍,对可能在智能电网中应用的四种综合型FACTS设备进行了重点阐述,介绍了其基本结构和工作原理,分析了各种设备的优点及不足。总体上讲,FACTS技术为交流输电网提供快速、连续和精确的控制手段以及优化潮流的能力,同时能够保证系统稳定性。从我国电网智能电网的发展而言,采用经济有效的、相应的FACTS技术,充分发挥智能电网的潜力已成为必然趋势。     

基于UPFC/BESS的大电网新能源系统功率波动柔性跟踪控制研究

随着新能源发电技术的快速发展,对大电网新能源系统灵活交流输电技术提出了新的要求。为了解决大电网新能源发电波动性、间歇性及负荷突变等引起的功率波动和电网稳定问题,提出了一种新型基于蓄电池储能系统(battery energy storage system,BESS)接入的统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)装置。建立了含风电、光伏发电和UPFC/BESS的大电网新能源系统数学模型,基于广域测量系统(wide area measurement system,WAM S)技术设计出UPFC/BESS关于抑制新能源电力功率波动的柔性跟踪控制方法,该方法使储能装置柔性交换系统的有功功率和无功功率,消除了有功波动对节点电压的影响。基于PSCAD/EMTDC平台的仿真结果表明,UPFC/BESS具有较强的有功调节控制能力,能够快速抑制大电网新能源接入系统的负荷与电源功率波动。     

计及FACTS装置的最大输电能力研究

输电能力是电力市场的参与者进行交易活动所必需的重要信息。文中提出了一种考虑常见FACTS装置（如UPFC,TCPS,TCSC等）的最大输电能力计算模型,在模型中考虑了电压水平、线路和设备过负荷等静态安全性约束条件,以及由于潮流方程解的鞍点分叉导致的电压稳定必约束条件。在算法上选用逐次线性化优化方法,并对每一个线性化子问题采用新算法－预测校正原始对偶对数障碍内点法求解。算例计算结果不仅说明了不同的FACTS装置和安装位置对电网的输电能力有不同程序的影响,同时也表明了文中的模型和算法是有效的,具有一定的应用价值。     

调谐型相间功率控制器稳态电压基本可行域的解析

首先,基于相间功率控制器(IPC)的通用电路模型,分析了IPC稳态电压的基本关系;其次,针对参数共轭条件,提出并定义了调谐型IPC(TIPC)正常稳态运行电压基本可行域的概念及其基本形式,并在此基础上,重点解析了受端等效负荷、电容和电感的电纳、移相环节参数在满足电压基本可行域的前提下各自应该界定的基本可行域;最后,通过典型TIPC的仿真分析,说明了不同TIPC在基本可行域方面存在的差异。本文工作为进一步优化调控基本可行域奠定了基础。     

调谐型相间功率控制器稳态电压基本可行域的解析

首先,基于相间功率控制器(IPC)的通用电路模型,分析了IPC稳态电压的基本关系;其次,针对参数共轭条件,提出并定义了调谐型IPC(TIPC)正常稳态运行电压基本可行域的概念及其基本形式,并在此基础上,重点解析了受端等效负荷、电容和电感的电纳、移相环节参数在满足电压基本可行域的前提下各自应该界定的基本可行域;最后,通过典型TIPC的仿真分析,说明了不同TIPC在基本可行域方面存在的差异.本文工作为进一步优化调控基本可行域奠定了基础.     

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。     

UPFC的模型及控制器研究

在简要分析UPFC的工作原理后,建立了其动态数学模型;提出利用串联电压源的横分 量和纵分量分别控制 线路的有功和无功,设计了UPFC的控制系统;用EMTP对UPFC及其控制系 统进行了仿真研究,取得的结果说 明UPFC可对系统的潮流和电压进行有效的 控制。