适用于配电网多线路的快速电磁式Sen变压器

随着分布式电源规模日益增大,新能源就地消纳问题凸显。采用源网荷协调控制策略,通过调节负荷侧电压,以改变负荷功率,是解决新能源就地消纳问题的一种有效手段。该文首先提出了一种具有结构紧凑、快速调节、经济性好和可靠性高的新型配电网多线路快速电磁式Sen变压器,并对其拓扑结构和控制策略进行分析,然后在Simulink中搭建出典型配电网和MFE–ST的仿真模型,进行了多种条件下的仿真分析。最后研制出MFE–ST的小容量实验模型,并搭建配电网实验平台进行实验。仿真和实验结果表明:MFE–ST调节潮流有功功率和无功功率的最大相对误差分别为6.72%和4.84%,补偿效果和精度较好,且能实现功率解耦控制,验证了配电网多线路快速电磁式Sen变压器的可行性和有效性。

电磁混合式统一潮流控制器的拓扑结构与控制策略优化

针对统一潮流控制器(UPFC)存在成本过高和"Sen"变压器(ST)不能连续可调的问题,对电磁混合式统一潮流控制器(HUPFC)进行了结构和控制策略优化。HUPFC由一个高容量的"ST"和一个小容量的UPFC串联组成,具有360°连续可调的电压输出能力。详细推导出ST不同绕组比例和抽头数量下的UPFC最小容量关系,分析了HUPFC中闭环控制策略。通过Matlab/Simulink对HUPFC调节电网电压与功率的静态和动态特性进行仿真。仿真结果证明了所提出方法的可行性与有效性。

基于全电力电子OLTC的HUPFC运行特性分析及控制

柔性交流输电系统(flexible alternative current transmission systems,FACTS)装置如混合式统一潮流控制器(hybrid unified power flow controller,HUPFC)可调节线路潮流,有效提升输电网络的传输容量。为解决传统HUPFC中使用机械式有载分接开关调压带来的诸多问题,文中提出基于全电力电子有载分接开关的快速电磁式HUPFC。首先,针对其工作特性进行研究,并提出抑制开关切换过程中产生过压的方法。然后,根据不对称级电压Sen变压器的工作点合成方式存在自由度,实现一种开关切换次数最少的抽头选择策略,并给出从潮流指令改变到开关切换调压的详细步骤。最后,在Simulink中搭建220 kV双回线路仿真模型,对比快速电磁式HUPFC与传统HUPFC的潮流调节过程及结果。结果表明,全电力电子开关在响应速度和降低调节过程中的功率波动等方面更具优势,验证了快速电磁式HUPFC的可行性。

“Sen”变压器(ST)的稳态等效模型研究

"Sen"变压器(Sen transformer,ST)是目前功能最强的电磁式统一潮流控制器。目前对ST的研究主要集中于电路拓扑和可行的控制方案,而对ST的建模研究较少,且尚无适用于理论计算和系统分析的ST等效模型。文章基于多绕组变压器的互感模型建立了ST的6端口数学模型,推导了ST的三序电压方程,得到了ST计及空载特性的三序等效电路。各序短路阻抗均可根据各序变比和绕组漏抗及电阻计算得到。在PSCAD软件中搭建了ST的仿真模型,进行了稳态潮流和短路电流的仿真计算。将等效模型计算结果与仿真进行对比,结果显示:两者吻合良好,线路电流最大相对误差不超过0.15%,从而验证了ST等效模型的有效性。