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。     

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.     

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。     

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(UPFC)在风电场中的应用研究

随着风电场容量越来越大,风电机组并一对系统造成的影响也越来越明显.本文以变桨距恒速异步风力发电机组为研究对象,在MATLAB/Simulink环境下实现了组合风速、风力机、异步发电机的建模.分析了恒速异步风力发电机组运行过程中产生电压波动的原因在于其输出功率的波动性.因此,本文采用统一潮流控制嚣(unified power flow controller,UPFC)对风电场电压、无功进行调节和控制、分别对未加入UPFC和加入UPFC进行了仿真,对比结果证明UPFC能够较好的控制风电场汇流母线电压,降低风电场运行过程中产生的电压波动.     

基于PSAT含UPFC多机系统的动态特性研究

阐述PSAT的功能、特点及仿真原理,介绍PSAT中UPFC的模型建立和控制方法.为了验证UPFC装置对系统暂态稳定性的提高作用,以WSCC3机9节点系统为原型建立仿真模型,基于PSAT进行暂态稳定时域仿真.仿真结果表明,PSAT简单易操作,是进行电力系统研究的实用工具.UPFC能很好地补充电压降、稳定系统电压、提高系统功角稳定性并能成功延长系统失稳时间.从而提高系统的暂态稳定性.     

DPFC系统参数设计方法研究

设计了一套分布式潮流控制器装置参数设计方法,由线路潮流变化范围确定串并联侧变流器的容量,按分布式潮流控制器的功率模型和功率守恒原理,确定串联侧注入输电线路的最大基频电压幅值、流过串联侧变流器的电流以及并联侧变流器向系统注入的电流和电压,再根据逆变器输入输出电压的关系确定直流电容电压和变流器的开关参数.最后验证参数设计方法的正确性,使用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建了一套分布式潮流控制器接入10 kVA输电系统进行仿真实验,显示DPFC能快速有效改善系统的电压和潮流的能力,证明本文的装置参数设计方法的正确性.     

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.     

基于功率注入法的UPFC潮流控制研究

目前对灵活交流输电系统技术 (FACTS)在稳态方面的作用缺乏深入的研究。采用基于功率注入法的统一潮流控制器 (U PFC)稳态模型 ,通过合理简化后 ,形象地分析了 U PFC在电力系统中的潮流控制特性 ,显示了功率注入法在 UPFC建模中的优越性。通过该模型 ,UPFC的潮流控制问题可以使用优化来解决 ,并可充分考虑系统中以及U PFC本身存在的约束条件。最后 ,用 IEEE的两个标准系统来研究 U PFC在提高线路传输功率中的作用。仿真结果表明 :UPFC对于区域性的运行目标具有强大的控制能力 ,特别适合长距离的互联传输系统。该结论可以为 U PFC的选址提供一定的参考     

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。     

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．     

载人航天器一次电源系统稳定性建模研究

电源系统的稳定性是保证载人航天器在轨飞行可靠安全的要素之一。为研究其稳定性,研究了混合型功率调节技术一次电源的建模方法,获得了一次电源系统阳照区和阴影区工作时的开环电压传递函数和闭环输出阻抗函数,并根据真实参数进行了仿真。参照在轨实际数据,验证了所得模型的正确性,为进一步进行能源系统稳定性分析提供模型基础。     

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。     

基于DSP控制的电力有源滤波器

介绍一种基于双DSP控制的有源电力滤波器.TMS320F240用于电压相位跟踪、电流信号采集、系统保护和输出PWM信号驱动有源电力滤波器的功率电路.TMS320C32则完成对采集数据的分析和计算,并生成谐波补偿指令电流.通过双端口RAM实现公用数据交换,使双DSP处于并行工作状态.