一种基于通信时延的统一潮流控制器阻尼控制优化设计新方法

本文提出了一种以权衡时滞稳定裕度和阻尼比为目标对统一潮流控制器阻尼控制设计进行优化的技术。为解决传统设计方法中UPFC辅助阻尼控制器在通信信号传输存在时延时对区间低频振荡抑制能力不足的问题,在经典UPFC阻尼控制模型为初始模型的基础上,综合考虑广域测量系统中通信时延的时变和随机特征建立了UPFC阻尼控制时滞模型,根据Lyapunov-Krasovskii稳定性定理,得到具有极低保守性的电力系统时滞相关稳定条件,揭示了阻尼控制器参数、时滞稳定裕度、阻尼性能指标相互影响的规律,并据此实现对传统阻尼控制器的优化设计。通过仿真发现:使用该方法得到的UPFC阻尼控制器既有较好的区间低频振荡抑制能力,又能容忍一定通信时延,克服了传统阻尼控制器难以适应较长通信时延的不足。     

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.     

UPFC接入大电网新能源系统的综合输电控制技术

随着新能源发电的迅速增加和能源供需广域平衡需求的日趋迫切,含新能源的大电网对柔性交流输电技术(FACTS)提出新的更高要求。在总结新能源发电背景和储能、MMC、WAMS等新兴技术的基础上,分析新能源的发电特性,对UPFC等FACTS接入电力系统的输电控制技术进行全面总结。针对UPFC接入新能源系统的潮流、稳定运行、电能质量等控制问题,提出了大电网新能源系统的关系结构模型及解决问题的思路,并指出UPFC控制技术与储能技术、新能源功率预测技术相结合,是减少因新能源发电并网而增加旋转备用容量投资的有效途径及重要方法。     

500kV统一潮流控制器提高大容量直流馈入系统电压稳定性的研究

500 kV统一潮流控制器作为一种新型的动态电力电子设备可用于控制受入通道的有功潮流,合理分配受端电网受入的电力;同时,统一潮流控制器又可同时作为动态无功设备为系统提供无功支撑。文章对含500 kV统一潮流控制器的大容量直流馈入系统展开电磁暂态分析,对交直流系统、统一潮流控制器以及相关控制系统进行详细PSCAD建模,并根据统一潮流控制器并联侧的动态特性设定无功响应策略。结果表明,统一潮流控制器可提升大容量直流馈入系统的电压稳定性,同时可缓解近区直流换相失败的情况。     

限流式统一潮流控制器的动态分析与实验

限流式统一潮流控制器(UPFC)是一种可以有效应对系统短路电流冲击的新型柔性交流输电系统(FACTS)装置。文中分析了系统短路时限流式UPFC的详细动态过程和限流工作原理,建立了故障下的数学模型。以系统限流指标、直流电容电压限值和绝缘栅双极型晶体管(IGBT)电流限值3个条件为依据,给出了直流限流电感的计算方法和选取原则。100V/3kVA限流式UPFC实验装置平台的实验结果证实了限流动态过程分析的合理性和限流式UPFC的有效性。     

UPFC在线路故障下对系统影响分析

UPFC作为FACTS设备中功能最强大的一员,既可以控制电压,又可以控制线路潮流功率,并且具有阻尼系统振荡的功能。首先利用Pscad软件包建立了UPFC的动态模型,并分别考虑在系统线路三相故障时未安装UPFC和加入UPFC的情况。研究表明UPFC可以有效减小故障后的电压跌落的幅值,对故障后线路功率具有快速恢复特性。     

具有短路限流功能的统一潮流控制器设计

统一潮流控制器(UPFC)在电力系统发生短路故障时,其串联变换器极有可能因承受系统高电压和大电流的冲击而损毁。针对该问题,提出了一种新型柔性交流输电系统装置——具有短路限流功能的统一潮流控制器(简称限流式UPFC),给出了其主电路拓扑结构、工作原理和控制策略。PSCAD/EMTDC软件的建模和仿真结果表明,在电网正常运行状态下,该装置特性等效为常规UPFC;当电网在装置安装点附近发生短路故障时,装置中的限流器模块能立即自动从零阻抗转变为高阻抗,将系统及流经UPFC的短路电流限制到较低数值,保护了UPFC免受系统高电压和大短路电流的冲击,同时也降低了系统的短路电流水平,增加了系统的可靠性和经济性。     

UPFC提高异步风电机组故障穿越能力的分析

针对并网风电场故障期间无功不足的问题,采用新型动态无功补偿装置是必然趋势。根据异步风力发电机模型、统一潮流控制器（UPFC）的工作原理与控制策略,建立了含UPFC装置的风电场并网系统仿真模型。仿真对比分析了异步风电场安装SVC和安装UPFC装置时发生短路故障后的故障穿越能力;分析了暂态过程风电机组超速的原因,并研究了异步风力电机组成的风电场故障前后电压、功率和转速变化情况。仿真结果表明,与SVC相比,新型无功补偿装置UPFC作为风电场无功电源,其响应速度更快,风电场暂态稳定性得到更好地改善。     

统一潮流控制器的自适应校正稳定控制器设计

在装设了统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)的弱阻尼连接多机系统中,综合利用全系统的线性化状态方程和传递函数的信息,设计了线性化的UPFC稳定控制器。为使该稳定控制器能在系统大范围内的运行点提供有效阻尼,文中在UPFC稳定控制器中加入一可调的超前(滞后)环节,利用Prony分析在线辨析系统低频振荡特性。利用在线辨析的结果对稳定控制器的可调环节进行微调,使之针对系统具体运行工况进行自适应校正,从而持续工作在最佳状态。最后利用电磁暂态仿真程序对一个装设有UPFC的两区域弱阻尼连接系统进行了仿真计算。仿真结果表明,文中设计的自适应校正UPFC稳定控制器能够明显提高该系统的阻尼水平。     

一种新型的统一潮流控制器设计方法

在介绍统一潮流控制器(UPFC)的构成、电压空间矢量脉宽调制技术及带有UPFC单机无穷大系统的 数学模型之后,采用两种控制策略来设计UPFC。第一部分采用电流预测的d q轴解耦控制策略结合电压空 间矢量脉宽调制技术来调节线路有功功率及无功功率。第二部分采用多输入单输出的自组织模糊神经网络和d q轴解耦控制策略并结合电压空间矢量脉宽调制技术来维持节点电压及电容器端电压的稳定。Matlab仿真结果表明:基于以上两种控制策略的UPFC能有效调节线路的有功功率及无功功率,保证节点电压及电 容器端电压的稳定,证明该