包含统一潮流控制器的概率潮流研究

提出了一种包含统一潮流控制器(UPFC)的概率潮流算法。UPFC采用等效注入功率模型,概率潮流采用非序贯蒙特卡罗仿真算法。讨论了UPFC的初值选取对潮流收敛性的影响,分析了发电机和线路随机故障时UPFC对线路潮流和节点电压的控制作用,并以EPRI和IEEE-RTS系统验证了蒙特卡罗仿真算法的正确性。     

关于统一潮流控制器的研究及其在潮流计算中的应用

柔性交流输电系统(FACTS)是电力电子技术在电力交流输电系统中应用的一个重要方面,而统一潮流控制器(UPFC)是柔性交流输电系统中的一个典型器件。本文对统一潮流控制器的控制方法进行了研究,并且基于现有的主要稳态模型的潮流算法,提出了新的潮流算法。     

统一潮流控制器并联变换器虚拟惯量控制策略

针对统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)在调节电力系统线路潮流过程中存在的功率不平衡引起的UPFC接入点电压、直流电容电压波动问题,构建UPFC的数学模型,设计稳压控制电流前馈,提出基于虚拟惯量的UPFC并联变换器控制策略,通过引入UPFC电容虚拟惯量,在并联变换器电压外环的基础上设计UPFC电容虚拟惯量控制环,以电网实际频率为输入量,降低潮流控制过程中的电压波动;为加快UPFC直流侧电容电压控制速度,将前馈补偿点进行了改进,在并联变换器dq轴有功无功分量控制环路中加入改进的前馈量,改善功率协调控制效果。搭建UPFC仿真模型,仿真结果表明,相比常规控制策略,该控制策略既保证了线路有功无功独立调节的功能,又有效地减少了电压的波动,提高了系统的响应速度。     

基于双层优化结构的统一潮流控制器阻尼控制策略

针对统一潮流控制器(UPFC)阻尼控制器在镇定信号传输存在时滞时会导致电力系统阻尼性能降低甚至失稳的问题,建立计及信号传输时滞的UPFC阻尼控制模型,提出综合考虑阻尼比和时滞稳定裕度的UPFC阻尼控制策略设计方法,将该设计问题转化为约束优化问题,并提出求解该问题的双层优化结构算法(TLOSA),其内层采用基于自由权矩阵的线性矩阵不等式(LMI)方法求解电力系统时滞稳定裕度,外层采用粒子群优化算法获取最优阻尼控制策略。研究结果表明:该算法具有保守性低和易于实现等优点;利用该方法可以获得最优的UPFC阻尼控制策略,使得电力系统既能有效阻尼低频振荡,又能容忍一定的信号传输时滞。     

统一潮流控制器的静态潮流调节能力分析

针对目前统一潮流控制器(UPFC)元件的潮流计算的不足之处,提出一种计算UPFC在给定线路的有功、无功功率潮流作为其控制目标情况下的潮流方法.该方法在进行含UPFC元件的潮流计算时,程序处理简单,计算时间与无UPFC元件时相比增加较少,且无需考虑UPFC元件控制变量的初值选取问题.对UPFC元件的控制线路潮流的能力进行静态分析,并讨论当系统中存在多个UPFC元件时,各元件对线路潮流调节范围的相互影响.通过仿真计算,发现UPFC元件的串联部分在控制本线路或其它线路的潮流时,在不同的潮流变化方向上其调节幅度不相同,进行远方控制时表现的更为明显.另外,多个元件对同一线路潮流进行调节时,其总的调节幅度是各个元件单独作用时调节幅度的叠加.     

UPFC动态特性及其对并联线路影响的仿真研究

文章在考虑电容器动态作用的统一潮流控制器(UPFC)模型基础上,以解耦后的UPFC串联侧输出电压和并联侧输出电流的横纵分量为控制量,结合传统的PID控制,在MATLAB环境下对UPFC进行了潮流调节和暂态稳定的仿真计算;重点对UPFC与交流线路并联运行之间的相互影响进行了仿真分析,研究结果表明,UPFC能够独立快速地调节节点电压,控制线路的有功、无功潮流,提高了系统的暂态稳定性,验证了所提算法的可行性和合理性。     

大型并网光伏发电系统稳态模型与潮流分析

大型集中式并网光伏电站对区域电网稳态性能具有不可忽视的影响,该文研究了光伏并网发电系统的稳态模型和潮流分析方法。系统稳态模型基于电力电子变换原理和功率平衡原理建立,并考虑了最大功率跟踪(M PPT)控制策略。通过模型与光伏电站实测数据的对比,验证了模型准确性。利用该模型与电网潮流计算方法的交互,可评估光伏电站和电网在稳态性能方面的相互影响。在IEEE 30测试系统上分析了并网光伏电站的极限安装容量及对电网稳态性能的影响,结果表明现场太阳辐射条件是制约并网光伏电站极限容量的一个重要因素,大型集中式并网光伏电站对电网损耗和电压分布等稳态性能带来不同程度的影响。     

大型并网光伏发电系统稳态模型与潮流分析

大型集中式并网光伏电站对区域电网稳态性能具有不可忽视的影响,该文研究了光伏并网发电系统的稳态模型和潮流分析方法。系统稳态模型基于电力电子变换原理和功率平衡原理建立,并考虑了最大功率跟踪(MPPT)控制策略。通过模型与光伏电站实测数据的对比,验证了模型准确性。利用该模型与电网潮流计算方法的交互,可评估光伏电站和电网在稳态性能方面的相互影响。在IEEE30测试系统上分析了并网光伏电站的极限安装容量及对电网稳态性能的影响,结果表明现场太阳辐射条件是制约并网光伏电站极限容量的一个重要因素,大型集中式并网光伏电站对电网损耗和电压分布等稳态性能带来不同程度的影响。     

利用统一潮流控制器抑制电力系统低频振荡

随着电力系统的日益发展和复杂化，大电网中的低频振荡问题显得越来越突出。统一潮流控制器(UPFC)是灵活交流输电系统(FACTS)中功能最强、最具通用型的设备，若附加适当的控制。可提高系统的暂态稳定性，抑制系统的低频振荡。文中首先考虑到逆变器输出电压幅值和相位的调节以及直流电容的充放电过程，以一组非线性微分方程来建立UPFC的动态模型，给出了单机无穷大系统的状态方程。在此基础上应用线性最优控制理论构造出UPFC状态反馈线性最优控制器，有效地抑制了系统的低频振荡，并配合理论进行了仿真研究。     

统一潮流控制器抑制低频振荡的研究

该文对加入了统一潮流控制器(UPFC)的单机无穷大系统进行理论分析,引入Lyapunov直接法阐明通过UPFC来抑制低频振荡的机理,采用基于修正因子的模糊控制策略,设计相应的控制器,最后对单机系统进行了仿真,结果表明UPFC能有效地抑制系统的低频振荡,提高系统的稳定性.     

基于功率协调控制的统一潮流控制器控制策略研究

介于统一潮流控制器串、并联变流器在调节电力线路潮流过程中存在有功和无功功率相互影响等问题,通过分析其数学方程,建立了串、并联变流器状态反馈解耦控制模型,提出了功率协调控制策略。从功率平衡的角度分析了直流侧电容电压稳定条件,提出了在直流侧电容电压平衡控制环节中增加有功电流前馈分量的控制方法,实现了串、并联变流器对电容电压的动态稳定控制。在解耦控制策略的基础上,设计了串联变流器功率控制环,使统一潮流控制器在调节潮流的过程中达到了有功-无功功率独立控制的效果。通过仿真分析,验证了该控制策略在电力系统潮流调节中的有效性和可行性。     

计及FACTS元件的潮流计算研究

在对ＦＡＣＴＳ元件分析的基础上，综合考虑了近些年来国内外在这方面的研究成果，提出了一个简单、有效的统一潮流控制器（ＵＰＦＣ）的潮流计算模型，利用此计算模型，只要稍加改变，就可以在潮流计算中同时计及多种ＦＡＣＴＳ元件的作用，且能很好地与普通潮流计算算法相结合．算例的计算结果验证了该计算模型及处理方法的正确性和合理性．     

含统一潮流控制器的电力系统潮流分析研究

首先通过对统一潮流控制器工作机理的分析，进提出了一种实用的潮流计算方法，该方法能够系统的潮流计算与ＵＰＦＣ的控制得到充分的协调，并能用于计算具有多个ＵＰＦＣ的系统潮流。ＩＥＥＥ５节点系统ＩＥＥＥ３０节点系统的仿真验证了其有效性。     

HHUPFC在环网线路中的潮流调节应用

由于输电线路阻抗参数分布不均匀,电网潮流的自然分布往往不符合理想分布,有效调节线路潮流分布才能充分挖掘现有电网的潜力,减少新建输电线路的成本。文章在介绍高压混合式统一潮流控制器(HHUPFC)结构、电压调节原理的基础上,计算了HHUPFC在单条输电线路上的潮流调节性能。从理论上推导了HHUPFC接入环网后,HHUPFC对环网的潮流调节作用。通过在IEEE30节点系统的仿真,验证了HHUPFC在环网线路中的潮流均衡作用,HHUPFC可将IEEE30节点系统中输电通道 “4-12”和“9-10”的潮流不平衡度从82%减小到3%。仿真结果表明,在达到同样的潮流调节效果时,相比于传统混合式统一潮流控制器(HEUPFC),文中采用的HHUPFC可将二次绕组成本减少70%、UPFC容量减少55%、有载调压开关成本减少39%。在广东某220kV环网中也验证了HHUPFC的潮流调节作用。     

多端统一潮流控制器的建模分析

在电力系统中,由同一母线向多端供电的情况并不少见,如果要对其进行综合潮流控制,可以用以下2种方法:一种是在供电端与各受电端间分别装设统一潮流控制器(UPFC),假设受电端有n个,则共需n台UPFC;另一种是在供电端与受电端间装设1台多端统一潮流控制器(M-UPFC).现以二端统一潮流控制器(T-UPFC)(当n=2时)为研究对象,首先介绍T-UPFC的结构及其工作原理,并且针对目前输出建模方法和拓扑建模方法的不足,通过引入开关函数的概念,建立可反映装置内部开关特性和运行机理的开关函数数学模型,较原有输出模型更具通用性.     

装设UPFC的电力系统电压稳定灵敏度分析

统一潮流控制器(UPFC)作为一种典型的FACTS装置,综合了FACTS元件的多种灵活控制手段.文章中通过选取电压稳定灵敏度指标dUL/dQL,对比计算和分析了装设UPFC前后整个系统和UPFC安装节点的灵敏度值,结果表明,UPFC能有效地提高系统的电压稳定性.运用电力系统分析工具PSAT1.3.4对WSCC-3机9节点系统进行仿真计算,结果进一步验证了文中方法的正确性和有效性.     

电网可靠性评估的反向等量配对负荷削减模型

为提高电网可靠性评估效率,提出基于潮流灵敏度的反向等量配对负荷削减模型。基于基态潮流的灵敏度信息,推导了故障状态下潮流灵敏度的解析表达式,实现了潮流灵敏度矩阵的快速求解;根据过载支路潮流对节点注入功率的灵敏度,给出了发电机出力调整和负荷控制节点的选取规则;在此基础上,基于潮流灵敏度的反向等量配对思想,提出了配对节点组功率调节量的修正公式,有效消除了传统方法在调整过程中平衡节点机组出力越限以及正常支路反复过载的拉锯现象,也同时避免了反复潮流校验过程,提高了系统状态分析速度。通过对RBTS、IEEE-RTS79与IEEE-RTS96系统测试仿真,验证了该模型的有效性和快速性。     

基于人工鱼群算法的微电网分布式潮流控制器参数设计

分布式潮流控制器(distributed power flow controller,DPFC)功能强大,能够有选择性地控制所有影响输电线路潮流的参数,其串并联解耦结构解决了统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)在微电网潮流控制中的不足。DPFC的控制能力依赖自身控制器的控制性能,为了实现其对辐射型微电网多条线路潮流的快速平稳控制,在模糊变间距自调整控制的基础上,引入人工鱼群算法(artificial fish swarm algorithm,AFSA),对串并联模糊控制器的量化因子和比例因子寻优,进而优化模糊控制规则,提高系统的响应速度。运用MATLAB/SIMULINK仿真平台建立了仿真模型,对所提控制策略进行了仿真验证,并与传统的比例-积分(proportional-intergral,PI)控制进行了对比。结果表明,采用AFSA模糊优化的DPFC能够快速跟踪潮流变化,维持公共连接点(common connection point,PCC)处母线电压保持恒定,响应速度快,超调量小,控制精度高。