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基于仿人智能控制理论的UPFC智能控制器结构设计研究

统一潮流控制器(UPFC)是柔性交流输电系统(FACTS)的重要组成部分。它具有能够同时控制线路上潮流及接入点母线电压的特点,是FACTS家族中最具有吸引力的元件之一。UPFC概念出现十余年来,一直得到了电力系统运行与控制领域专家的广泛关注,在结构设计、控制策略和设备制造等方面曾进行了较为深入的研究。在关于UPFC控制方式的研究中,常用控制策略(如PI控制、线性最优控制)将电力系统的量测信息(如母线电压和线路上的有功功率、无功功率等)直接作为控制系统的反馈,从而将电力系统的非线性和强耦合特性引入到UPFC控制系统。而智能预估控制方法虽然意识到了这一问题,却未能提出简洁的解决方案。本论文将智能控制领域的重要分支——仿人智能控制(HSIC)引入到UPFC的控制中。在对比仿人智能控制理论的分层递阶结构与电力系统自动化的分层次结构的基础上,指出二者具有极其相似之处,存在紧密的类似于理论与实践之间相互的促进关系,进而提出了基于HSIC的U  (本文共114页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中科技大学
华中科技大学

用于UPFC的串、并联双变流器控制策略研究

自80 年代以来基于电力电子技术的FACTS 技术得到了广泛重视和研究。在众多FACTS 元件中由串、并联双变换系统组成的统一潮流控制器(UPFC)不仅可以独立作为STATCOM 和SSSC 运行,而且组合在一起构成UPFC 时能实现对所在线路有功、无功潮流的独立控制,因此具有独特的研究价值。本文针对目前UPFC 研究中存在的问题,进行了以下六个方面的工作。首先,本文详细分析了UPFC系统在潮流调节的过程中各部分吸收、发出有功/无功功率的变化情况,并首次在三维空间中绘出了各部分的功率运行曲面,为有效选取UPFC各部分的功率容量和判断潮流控制方案的可行性提供了一个直观的手段。通过观察UPFC输出侧线路潮流的运行曲面,可以发现功率曲面上的每一个运行点都是唯一的与一个UPFC串联输出电压相对应的。但对于UPFC串联部分注入电网的功率而言,一定的功率运行点可能对应多个串联输出电压。因此只能通过控制UPFC串联输出电压来控制线路传输功率潮...  (本文共213页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉大学
武汉大学

统一潮流控制器物理模型研究

FACTS(Flexible AC Transmission System,柔性交流输电系统)技术是电力电子技术、现代控制技术及计算机技术相结合的产物,它通过对输电系统的母线电压、输电线路电抗和相位角的控制,快速实现线路的有功和无功潮流调整,从而能有效提高交流系统的稳定性,同时,使传统的交流输电系统的传输能力得以提高,输电线路得到了充分利用,满足电力系统安全、可靠和经济运行的目标。UPFC(Unified Power Flow Controller,统一潮流控制器)是FACTS设备中功能最强的设备之一,其目的在于为交流输电系统的实时控制和动态补偿提供必要的、更有效、更灵活的方法。UPFC改变了传统FACTS设备只能针对某一或某些参数分别控制的方法,将并联设备和串联设备有机地结合到一起,因而可以实时地、有选择性地影响与传输线潮流相关的几乎所有因素,可以同时或分别控制诸如线路有功功率、无功功率、电压、电抗和相角等参数,从而解决在电力...  (本文共195页) 本文目录 | 阅读全文>>

上海交通大学
上海交通大学

利用UPFC提高电力系统阻尼的研究

现代电力系统迅速发展,以大机组、超高压、长距离、重负荷为特点,是一个典型的强非线性、高维、动态大系统。随着大型电力系统的互联以及各种新设备的使用,在使发电、输电更经济、高效的同时也增加了电力系统的规模和复杂性,再加上快速励磁系统的普遍使用和电力市场竞争机制的引入,电网运行在稳定极限边缘的可能性也大为增加。由于输电走廊的饱和及电网公司的商业化运作,依靠建设新输电线路来增加输送容量将会越来越困难,因此低频振荡现象成为大型互联电网安全运行的重要问题。而通过采用新型FACTS装置来改善系统运行工况,提高线路输送容量是一个现实且理想的选择。本文针对利用UPFC(统一潮流控制器)阻尼系统振荡这一问题,对UPFC的数学建模,其稳定控制器的设计与优化,以及提高稳定控制器的适应性等方面进行了研究。主要成果归纳如下:建立UPFC的小扰动模型。电力系统低频振荡问题属于小扰动稳定性的研究范畴,UPFC的数学建模必须要满足小扰动分析的要求,还应同时考虑计...  (本文共147页) 本文目录 | 阅读全文>>

《电网技术》2017年03期
电网技术

适用于新型UPFC拓扑的电力系统潮流计算方法

0引言作为目前功能最为强大的柔性输电装置,统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)可以同时独立地调节线路的有功及无功功率和节点电压,能够实现潮流控制功能,提高断面功率输送极限,提供电压支撑,同时还有助于改善系统阻尼特性[1-2],具有广泛的应用前景并已经开始得到实际应用[3-5]。从实际工程来看,由于工程需要,UPFC的拓扑结构表现得更加复杂和多样。如应用于南京西环网中的UPFC装置,其串联变压器接于220 k V线路中,而由于220 k V交流系统无功需求小,UPFC并联侧接至附近的35 k V母线,降低了并联换流器的体积和成本[6]。对含有这种新型UPFC拓扑的电力系统进行潮流计算是相关工程设计中必不可少的环节,然而,现有的含UPFC的潮流计算方法大多针对UPFC并联侧、串联侧接于同一交流母线的结构(如图1所示)。对于含有典型结构UPFC的电力系统,文献[7-9]增加了UPFC控...  (本文共7页) 阅读全文>>

《电力工程技术》2017年02期
电力工程技术

UPFC抑制电网强迫振荡研究

0引言随着经济的快速发展和电网规模不断扩大,近年来,我国许多区域电网发生了大范围的低频振荡,振荡频率特别低,范围较广,持续时间长。这些振荡均不符合现有的经典负阻尼机理低频振荡理论[1,2]。针对这一现象,许多学者提出了基于强迫共振机理的低频振荡理论[3-5]。该理论指出,当扰动源频率与系统固有频率相近时,会引发系统大规模的强迫功率振荡,且这种振荡将会给电力系统带来巨大危害[6-8]。为了减小强迫振荡带来的负面影响,目前现有的方法主要有:利用辨识和定位技术得到强迫振荡的扰动源所在位置[9],并将其切除;解列机组或切换原动机控制方式[6,7];采用电力系统稳定器直接抑制强迫振荡[8]等。但现有的辨识定位技术不成熟,定位不够准确,给切除扰动源带来了一定的困难;解列机组或切换控制方式需要人工操作,速度较慢,无法及时应对启振迅速的强迫振荡问题。电力系统稳定器能够自动抑制系统中的强迫振荡,但是其一般只能装设在原动机侧,因此对于区域间或联络线...  (本文共5页) 阅读全文>>