电力潮流灵活控制技术应用综述

统一潮流控制器(unified power flow controller, UPFC)、静止同步串联补偿器(static synchronous series compensator, SSSC)、可控串联补偿装置(thyristor controlled series compensation, TCSC)和移相器(phase-shifting trans former, PST)能够调节线路参数、灵活控制潮流变化,均已在国内外电网中实现工程应用,对均衡输电通道潮流、提升供电能力有重要作用。文中对UPFC、SSSC、TCSC和PST的理论研究和工程实践进行了综述。首先,分析了4种潮流控制装置的基本结构和控制原理,并介绍了国内外已投运工程的运行情况;其次,从结构、换流器技术、选址定容、控制策略、故障保护5个方面对潮流控制装置的关键技术研究现状进行概述;最后,展望了潮流控制装置在未来电网中的典型应用场景,并对潮流控制技术的研究方向进行了分析。

静止移相器和发电机励磁系统的自抗扰协调控制

通过构造扩张状态观测器对多输入多输出受控对象内环进行动态输出反馈线性化,并对补偿线性化后的对象外环进行预期动力学设计的方法,提出了基于自抗扰技术的静止移相器和发电机励磁系统的协调控制策略。利用Lyapunov能量函数法和H∞理论。分析了控制器的稳定性。为了比较不同的控制效果,文中同时给出了基于直接反馈线性化(DFL)的协调控制策略。数字仿真表明:该控制器与精确反馈线性化控制方法相比较,其结构更简单,且对模型的内外扰具有更佳的适应性和鲁棒性。

特高压静止移相器应用的电磁暂态仿真分析

移相器(也称相角调节器)作为一种控制输电潮流的有效手段,目前在国外超高压电网中已得到广泛应用。我国尚未采用移相器技术,对其电磁暂态问题的研究也鲜见报道。本文提出采用晶闸管分级投切方式的特高压静止移相器的设计方案,使用EMTP电磁暂态仿真工具,以典型电网为例分析了移相器对特高压线路稳态运行电压、工频过电压及操作过电压等问题的影响。结果表明,特高压线路装设移相器后,线路末端稳态运行电压与不装设移相器相比有小幅升高。特高压移相器的合闸、分闸及移相器所在线路的单相重合闸操作过电压均在标准允许范围内。研究结果可为今后开展超/特高压电网移相器应用研究提供借鉴。

静止无功补偿器和移相器的最优配置及其对发输电系统可靠性的影响

作为重要的FACTS设备,静止无功补偿器能够提供无功支持和维持系统电压稳定,移相器则能改变潮流的自然分布和消除输电阻塞,因此它们对电力系统的可靠性有重大影响,实现其最优配置具有重要意义。大多数文献对于FACTS设备的最优配置都是基于确定性的方法;文章从可靠性的观点出发,通过对原始系统的可靠性评估并充分利用最优负荷削减模型中拉格朗日乘子的物理意义,提出了两个新的指标,即线路的灵敏度指标和节点的灵敏度指标,它们代表了在各线路安装移相器和各节点安装静止无功补偿器对系统期望负荷削减的边际影响,通过这两个指标,能够确定移相器和静止无功补偿器的最优配置。该方法在RBTS可靠性测试系统上进行了验证,计算结果检验了该方法是高效和合理的,也同时表明了移相器和静止无功补偿器能对系统可靠性产生重大改善作用。

基于多桥脉冲宽度调制(PWM)交流控制技术的静止移相器

介绍一种基于脉冲宽度调制（ＰＷＭ）交流控制技术的新型静止移相器。对单桥ＰＷＭ移相器在１个开关周期中的３种工作模式进行了理论分析，推导了旁路电容及吸收电阻的参数设计公式；提出采用多桥叠加结构的交流控制器抑制大容量ＰＷＭ移相器的自身谐波发生量、降低装置开关频率及开关损耗；推导得出了多桥ＰＷＭ交流控制器的电压转移函数以及多桥移相器的线路注入电压表达式；通过计算机仿真分析及物理模型实验，验证了理论推导结果的正确性。