UPFC串联变压器匝间故障特性分析

串联变压器是统一潮流控制器(UPFC)的核心器件之一,其工作电压通常小于其额定电压。由于串联变压器特殊的运行特性,串联变压器的匝间故障纵差保护灵敏度大为降低。文中分析了UPFC串联型变压器匝间短路时影响差流的相关因素,找到了造成差动保护灵敏度降低的原因。并由此引入电压调整系数,调整差动计算中的变压器二次额定电流计算值。分析了引入电压调整系数后对差动保护的影响;给出了电压调整系数取值时需要注意的问题。最后以实际工程为例建立仿真模型,从保护灵敏度和防误动特性两方面,对所提方法进行了验证。     

适用于UPFC多个控制策略间平滑切换的建模

统一潮流控制器(UPFC)集成了多种控制策略可以顺序完成多种运行工况,而多个控制策略间的平滑切换,对UPFC系统的稳定运行非常重要。提出了一种适用于多个控制策略间平滑切换的触发控制逻辑,结合各控制策略的"软切换"逻辑,实现了UPFC多个控制策略间的平滑切换,确保输电系统的稳定运行。在RTDS平台上搭建了统一潮流控制器仿真系统,设计了UPFC系统不同控制策略间平滑切换的仿真算例,对所提出的控制逻辑进行验证。试验结果表明所提出的控制逻辑是有效可行的。     

苏南500 kV UPFC工程电子式互感器现场试验

为检验苏南500 kV UPFC工程现场的电子式互感器性能,对尚未正式投运的电子式互感器开展现场试验。提出了对电子式互感器的直流精度和阶跃响应性能进行测试的方法,使用自备的信号源产生一次电流信号,作为被测互感器和标准互感器的输入,使用互感器校验仪接收两者的输出并进行对比分析。结果表明,工程现场使用的电子式互感器性能良好,满足投运要求。同时,试验结果也证明了所用试验装置和方法的实用性,为后续进行系统的电子式互感器现场试验提供参考。     

Decentralized Nonlinear Robust Coordinated Control of UPFC and Generators in Multi‐ Machine Power System Via Pseudo‐Generalized Hamiltonian Theory

In this paper, based on a structure preserving power system with a unified power flow controller (UPFC), using pseudo‐generalized Hamiltonian function method and boundary‐function method, a nonlinear robust coordinated control law is constructed for multi‐machine power system oscillation damping. The 4‐machine 2‐area power system is used to demonstrate the performance of the proposed controller. Simulation results indicate that the proposed coordinated control scheme can effectively improve both transient stability and voltage regulation performance of the power system. ©2014 Chinese Automatic Control Society and Wiley Publishing Asia Pty Ltd     

基于RTDS仿真的MMC_UPFC串联侧间接电流控制研究

为了更便捷地进行MMC_UPFC的仿真建模,采用间接电流控制方案实现了UPFC串联侧换流器的简化、有效控制。基于MMC_UPFC系统的相量模型,详细推导了该控制策略的仿真建模方法。为提升仿真参数的真实性,参照国内某UPFC示范工程技术参数,在RTDS的小步长(ns级)模块中,设计了恒压移相控制、有功无功潮流控制及电网扰动下UPFC的动态响应等多个试验算例进行仿真。试验结果表明,该控制策略能够使MMC_UPFC系统快速、有效地跟随控制指令,并呈现良好的调压移相、潮流控制等调节性能。     

UPFC三节点功率注入模型及其工程应用

实际工程中会出现UPFC并联侧换流变压器接入低电压等级母线的结构。对该结构的UPFC进行仿真分析时,采用现有模型无法体现出UPFC对低压母线及与之相连的变电站、线路的影响。为解决上述问题,提出了一种UPFC三节点功率注入模型,并采用注入功率法,推导了UPFC三节点功率注入模型的数学表达式。利用电力系统综合程序(PSASP)的用户自定义模型(UD)功能,搭建了UPFC三节点功率注入模型。该模型将UPFC并联侧功率注入到低压母线上,克服了现有模型无法体现UPFC对低压母线及与其相连变电站及线路影响的缺点。将其应用于采用该种UPFC接法的南京UPFC工程中进行仿真计算,结果验证了该UPFC模型的精确性和可信度。     

MMC-UPFC在南京西环网的应用及其谐波特性分析

基于模块化多电平换流器(MMC)的统一潮流控制器(UPFC)是当前最新型的柔性交流输电技术,与柔性直流输电中MMC交流电压在额定值附近不同,理论上UPFC串联侧MMC输出电压可在零到额定值之间任意可调,在调制比较小时,换流器输出电压中将含有较大的谐波成分。结合南京西环网UPFC实际工程,为研究基于MMC的UPFC对电网谐波的影响,从UPFC工作原理出发分析MMC谐波理论计算方法及分布特性,给出了UPFC接入系统后电网谐波的计算公式,用于评估系统各种运行方式下UPFC在不同子模块数量及电压调制比下的谐波特性及其对电网电压谐波的影响,为工程设计和系统运行维护提供依据。最后,理论计算和仿真结果验证了所提出的谐波分析计算方法的有效性。     

计及UPFC的电力系统网损优化控制研究

将统一潮流控制器(UPFC)等效为节点附加注入功率,控制变量增加了UPFC等值模型中串联电压源电压的幅值和相位,以及并联电流源电流的无功分量等控制参数,建立计及UPFC的无功优化模型。由UPFC控制参数与安装线路的电流和端点电压,推导出UPFC运行容量计算公式,结合UPFC价格与容量函数关系,确立UPFC参数与价格的数学关系,将其应用于无功优化研究,以收益最大为目标函数,分析UPFC的降损经济效益。以IEEE30节点系统为例进行仿真分析,结果表明,UPFC不仅具有良好的降损特性,而且获得的收益能够弥补自身价格昂贵的不足,具有实际应用价值。     

基于新型电力系统仿真工具的UPFC建模研究

为了建立多机电力系统中统一潮流控制器（UPFC）的稳态及动态模型，提出了一种基于新型电力系统仿真工具箱（PST）的新方法.该建模方法对UPFC的稳态模型、动态模型及其接口采用模块化设计，在UPFC稳态潮流模型中，将并联逆变器连接母线设为发电机节点、串联逆变器则设为负荷节点；在UPFC动态模型中，则采用常用的串、并电压源模型，并考虑到直流电容的动态充放电过程.时域仿真结果表明，所提建模方法在多变量控制器设计中能有效地模拟UPFC的动稳态特性， 且该方法与基于Matlab开发环境的PST仿真工具相结合，具有设计简便、易于拓展的优点.     

改进的SPWM等面积算法在UPFC中的应用研究

本文提出了一种改进的SPWM波形的等面积算法,即以采样周期的几何中心为SPWM波矩形脉冲中心的方法,且利用TMS320F240DSP的高速运算能力,提出了实时在线地消除逆变电路输出电压中谐波含量的一种新硬件实现方法,在实验室中进行了仿真实验,得出了理想的仿真输出电压波形。