UPFC换流阀模块测试装置的研制及应用

针对新兴的统一潮流控制器(UPFC)工程的分级调试,提出一种自动调试的方法,设计了一种测试装置,专门解决换流阀子模块的工程调试。测试装置由测试管理单元和测试执行单元两部分组成,测试管理单元通过内部分布式总线控制测试执行单元,是测试的核心;测试执行单元包括阀控模拟模块、采集模块和能量控制模块。阀控模拟模块模拟阀控装置的通信协议,控制子模块进行功能测试同时进行状态监测,采集模块采集子模块相关的电压状态,能量控制模块给换流阀子模块进行供电,用于测试子模块的充放电逻辑;测试管理单元配置测试执行单元模拟的阀控协议、子模块的拓扑结构等参数以控制测试的功能和流程,测试管理单元结合采集信息和通信状态信息共同辅助进行测试判断,测试结束给出完整的报告,完成UPFC换流阀子模块的自动调试,工程实际表明该方法完全适用于现场验收测试以及出厂调试的需要。     

基于PSS/E的MMC-UPFC机电暂态仿真方法

为满足工程规划设计的需要,分析了基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter, MMC)的统一潮流控制器(Unified Power Flow Controller,UPFC)的等效电路,提出一种基于PSS/E的机电暂态仿真方法。采用该方法进行潮流计算时,将UPFC用功率注入等效,利用交替迭代法进行求解。在动态仿真中,将UPFC等效为电流源模型,并考虑直流系统、控制器和调制等环节的作用。将该方法集成于PSS/E中,分别对小系统和实际系统进行仿真。结果表明,所提方法能够实现含UPFC电力系统的潮流计算,可模拟UPFC的动态特性,适用于对实际系统的仿真研究。     

换流阀子模块IGBT短路测试系统分析与设计

绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)是换流阀子模块的核心器件,研究其抗短路能力对于提高换流阀可靠性具有重要意义。根据模块化多电平换流阀的运行机理,设计了一种换流阀子模块IGBT短路试验回路与系统,进行了换流阀在稳态运行下IGBT短路故障试验,从而实现对IGBT的稳态应力和短路故障下的暂态应力综合考核。最后通过试验平台进行验证,结果表明所提试验回路和系统的正确性。     

模块化多电平换流阀可靠性研究与设计优化

模块化多电平换流阀(modular multi-level converter,MMC)作为统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)系统中的关键设备,其运行的可靠性直接影响到整个系统的安全稳定运行。采用k/n(G)可靠性模型描述方法,清晰地描述了换流阀可靠性与各种冗余度之间的关系,定量计算了500 kV苏南UPFC换流阀的可靠性指标,并对换流阀可靠性进行了优化设计,满足500 kV苏南UPFC工程要求,并为UPFC换流阀冗余度设计和优化提供了参考依据。     

上海蕴藻浜UPFC工程计算机监控及控制保护系统架构

计算机监控系统及控制保护系统的技术水平、架构方式、可靠性与UPFC装置的安全稳定与经济运行紧密相关。上海蕴藻浜UPFC工程计算机监控及控制保护系统是在常规交流变电站基础上借鉴智能变电站经验演化而来的架构,包括设备组成、网络架构、通信规约等。它既具有常规变电站监控系统便宜、可靠的特点,又兼容接入光纤电流互感器,实现UPFC装置对潮流控制功能和自我保护功能。蕴藻浜UPFC工程监控系统的架构方式、顺控操作及其使用经验,可供其他UPFC或FACTS工程借鉴。     

采用直接电流控制策略的MMC-UPFC小信号模型

基于模块化多电平换流器(MMC)的统一潮流控制器(UPFC)大多采用直接电流控制策略,为分析采用该控制时UPFC接入后系统的小干扰稳定特性,针对一般的3节点拓扑UPFC,推导了其外环控制器、内环控制器、MMC和直流系统的小信号模型,并给出了UPFC输出电流的线性化方程。进一步地推导了传统2节点拓扑UPFC的小信号模型,同时给出了UPFC模型与系统其余部分的组合方法,建立了系统整体的线性化模型。最后,通过对一个2机测试系统进行时域仿真和模态分析,验证了所提小信号模型的正确性。     

基于模糊逻辑的UPFC线路新型正序故障分量方向元件

统一潮流控制器(UPFC)可以灵活控制线路潮流,提高电力系统运行稳定性,但其接入会对线路保护的动作性能产生影响。针对UPFC线路正序故障分量方向元件在反方向故障时易发生误动的问题,提出了基于模糊逻辑的适用于UPFC线路的新型正序故障分量方向元件。首先,通过增加UPFC线路侧电压互感器,与原有的母线电压和线路电流测点组成新型保护单元。在此基础上,对传统方向元件的动作区域进行划分,进而应用模糊逻辑,通过设置合理的隶属度函数、权重和故障方向判据,利用综合隶属度函数实现故障方向的判别。最后,基于PSCAD/EMTDC的大量仿真结果表明,新型方向元件在UPFC不同运行方式、不同故障类型和过渡电阻等条件下,均可正确判别故障方向,保障了UPFC接入后电网的安全可靠运行。     

考虑投资收益比的UPFC选址与定容算法优化

为提高在已有输配电网络加装统一潮流控制器的经济收益,对统一潮流控制器的选址与定容算法进行优化。以有功潮流性能指数结合电压稳定性指标确定统一潮流控制器的最优安装位置,以经济收益为目标建立统一潮流控制器安装容量与经济收益的函数方程,采用粒子群算法对其求解计算,通过绘制曲线分析得出统一潮流控制器的最优安装容量和最高经济收益。在IEEE14节点系统中与遗传算法进行比较验证,证实了该方法的高效性。     

基于矩阵变换器的统一潮流控制器研究

由于矩阵变换器的优越电气性能,将其应用于统一潮流控制器中,相对传统的统一潮流控制器,减小了体积和成本,具有良好的输入输出电气特性。通过对国内外相关文献报道,从三个方面简介了有关基于矩阵变换器的统一潮流控制器的研究:矩阵变换器;统一潮流控制器模型及其控制;基于矩阵变换器的统一潮流控制器应用研究。     

统一潮流控制器的瞬时矢量控制算法

统一潮流控制器由于其功能的全面,控制过程中待处理变量多、计算工作量大,因而对控制器的运算能力和工作速度有很高的要求。针对这个问题,中提出了瞬时矢量的概念,并介绍了一种新的快捷有效的检测控制算法－－瞬时矢量控制算法。通过这种方法,可以由采样输入的系统变量瞬时值,直接求得控制输出参量的瞬时值,极大地提高系统的工作速度和效率。章还介绍了统一潮流控制器的基本结构和功能及实现各种基本功能时有关变量间所对