分布式潮流控制器的控制特性研究

电力与工业生产和日常生活紧密相关,电力短缺和区域不平衡性将严重制约经济发展,用户对电能质量和电力供应的需求日益增长,对电力系统的稳定性、可靠性和灵活性也都提出了更高的要求。从我国未来的用电情况和电力发展的趋势来看,智能电网将成为我国电网建设的重要目标,也是未来电网的基础构架。潮流控制作为电力系统本身的重要任务之一,同时也是解决电网中其他问题的基础和关键所在,其在智能电网中的作用和地位不言而喻。 统一潮流控制器是柔性交流输电技术家族中功能最全面最强大的装置,但是由于其结构复杂、容易故障,同时造价高,未能得到广泛使用。针对上述缺点并基于过去的研究基础,本文提出了一种新的分布式潮流控制器(DPFC),并研究了其控制方法和控制特性。 本文介绍了潮流控制的基本原理以及柔性交流输电系统中的典型装置,分析其不足并列出了国内外对潮流控制方法的研究情况。针对统一潮流控制器的不足,提出了一种结构上的改进措施,形成了一种新的潮流控制器——分布式潮流控制器,然后介绍了它的运行原理。 随后,按照系统和变流器两个层次建立了分布式潮流控制器的数学模型,分析了各个模块输入输出之间的关系。基于数学模型设计了控制器的结构和控制方法,并给出了系统参数设计的依据。为了让复杂的分布式潮流控制器系统取得更好的控制效果,在分布式潮流控制器的控制过程中主要采用了dq解耦、变参数PI控制和电流滞环跟踪PWM控制等方法。 最后利用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建了一个装设分布式潮流控制系统的双端电源双回线系统,对分布式潮流控制器的多种控制特性,包括有功功率调节特性、无功功率调节特性、系统的单相短路和三相短路时暂态功率抑制特性进行了仿真实验。通过仿真结果验证了分布式潮流控制器具有良好的控制效果,本文所研究的控制器可以按照系统指令对线路的有功功率和无功功率进行独立和同时控制,在短路故障下能抑制功率振荡和电流冲击的幅度。