适用于多并行线路功率平衡的电磁式潮流控制方法

随着电网互联互通进程推进,各区域电网之间依靠联络线连接成一个整体,其中,多并行线路在运行过程中可能出现潮流分布不平衡现象,这一点可能威胁电力系统的安全稳定运行。针对该问题,提出了一种由电压移相器和电压调节器串联组成的电磁式潮流控制器的拓扑结构,分析其潮流调控机理,并提出一种应用于多并行线路功率平衡调节的电磁式潮流控制器控制策略。通过坐标转化将三相电力系统电路方程转化在dq坐标下,实现对调节线路的有功、无功独立控制。双线路并联仿真结果表明,所提控制策略能够良好的应用于电磁式潮流控制器,针对负荷变动的电力系统具有良好的调节效果,调节误差小,采用电磁式潮流控制器具有很高的经济性和耐用性。

电磁式统一潮流控制器及其在环网潮流调节中的应用

＂SEN＂变压器（ST）是目前功能最强的电磁式统一潮流控制器,但为了使其能具有更灵活的潮流调控能力和更大的电压输出范围的目的,在此装置结构基础上提出了一种新型拓扑结构的电磁式统一潮流控制器（EUPFC）。首先介绍了广东电网环网运行现状,然后提出EUPFC的拓扑结构及工作原理,研究了EUPFC对线路有功、无功潮流进行独立、灵活调节的作用。采用MATLAB/Simulink建模的方法对比分析EUPFC和ST应用于广东220 kV环网输电网络的潮流调控能力,结果表明EUPFC对环网线路负载率的改善效果比ST提高9%以上,线路输电极限比ST提高8%以上,EUPFC的潮流调控能力更强。最后,搭建出试验平台、研制10kV样机并进行了实验,试验证明EUPFC的无功潮流调控范围比ST多30%。仿真实验证明了所提拓扑结构的正确性和潮流调控的有效性。

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。

基于电磁式旋转潮流控制器的有源配电网多场景控制

分布式电源的高比例接入及两端电源供电系统的发展推进,给配电网带来了电压越限、相位差线路合环、潮流调控困难等问题,为此该文提出采用电磁式旋转潮流控制器(RPFC)的解决方案,具有适用性强、成本低、可靠性高的优点。首先,分析了RPFC的拓扑结构和工作原理,建立了RPFC稳态电压源模型;然后,分别构建了基于RPFC的电压越限模型及变转速控制策略,基于相量合成原理的RPFC相位差线路柔性合环模型及其控制策略,基于瞬时无功理论的RPFC功率解耦控制模型及对应转速协调控制策略;最后,搭建了RPFC的380V/40kV·A样机,实验结果表明,仅改变RPFC控制策略即可实现其在多种场景下有效稳定的调节,验证了所提控制策略的有效性和正确性。

基于旋转式潮流控制器的有源配电网柔性合环及紧急功率控制方法

随着有源配电网建设的迅猛发展,多端供电系统成为主流供电结构,由于电网布局设计因素,存在一种配电网合环两端相角差现象,直接合环将产生较大冲击电流,影响供电可靠性。文中提出一种基于电磁式旋转潮流控制器(rotary powerflowcontroller,RPFC)的解决方案,实现相角差线路柔性合环,并且在系统短路或电源脱网故障情况下,完成对RPFC接入线路的紧急功率控制,预防连锁过载及大停电事故的发生。研究RPFC拓扑结构、工作原理,基于电压矢量叠加原理和瞬时无功理论,提出RPFC柔性合环及紧急功率控制策略。在合环工况下与双芯移相变压器进行仿真对比,RPFC合环电流及调节时间仅为双芯移相变压器的11.95%和18.44%,同时,在系统故障下表现出独立功率控制能力。最后,搭建380V/40kVARPFC实验平台,实验结果与仿真一致,表明RPFC在柔性合环以及紧急功率控制工况下均实现良好控制效果。

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。

基于潮流灵敏度的IST安装位置选择

新型“SEN Transfomer”(IST)是一种由三相双绕组变压器和有载调压开关组成的电磁式统一潮流控制器,较ST具有更灵活的潮流调控能力与更大的潮流调控范围。文中详细介绍了IST的拓扑结构及基本工作原理,推导了IST的功率注入模型。引入线路有功潮流性能指数,根据IST基本选址原则及计算得到的潮流灵敏度系数,以提高系统有功潮流调节能力为目的,对IST的安装位置进行了选择。在IEEE 14节点系统中对所提出的方法进行了验证,结果表明在该方法计算得到的支路上安装IST后,系统的有功潮流分布得到了明显的改善。

“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。