统一潮流控制器（UPFC）在湖南电网中的应用研究

统一潮流控制器(UPFC)是FACTS家族中功能最强大的装置,能同时控制系统的电压、相角及阻抗等参数,可实现对系统潮流和电压的控制,提高系统输送容量和稳定性,逐渐成为电力系统研究领域中新的热点。 本文首先介绍了统一潮流控制器的发展及其应用情况,分析讨论了UPFC的工作原理及运行方式,在此基础上,基于功率注入法建立了UPFC的数学模型,并在电力系统综合程序(PSASP)中建立了用于潮流控制的UPFC模型。通过分析UPFC的动态过程,根据UPFC的控制目标,基于d-q变换对含UPFC的系统进行解耦分析,分别对串、并联侧进行功率和电压的PI解耦控制,结合等效电路得到UPFC的动态模型,并在PSASP中建立了用于稳定分析的UPFC动态模型。利用IEEE-14节点系统对模型进行仿真计算,结果证明了模型的有效性,并验证了UPFC具有强大的潮流调节功能和暂态稳定功能。 采用灵敏度算法对UPFC的选址进行研究,并结合湖南电网的情况确定UPFC的安装地点。针对湖南电力系统存在的潮流分布不均、南北断面线路输送容量极限问题,加入UPFC模型对湖南系统进行仿真计算,通过设置适当的参数,得到理想的潮流结果,使得南北断面潮流分布不均的问题得以解决,线路的输送容量极限也得到了相应的提高,针对电压稳定问题,根据湖南电网具体情况确定UPFC装置的安装位置,对系统进行暂态稳定仿计算,仿真结果表明UPFC可有效调节系统电压,提高了湖南电网的稳定性。