统一潮流控制器串联变换器的控制与应用

世界范围内大型电网的联网运行,已经成为世界各国现代电力系统的发展趋势。统一潮流控制器(UPFC)是极为灵活且功能强大的FACTS装置,可以同时对输电线路上的有功、无功潮流和总线电压进行控制。UPFC串联变换器是UPFC装置实现潮流控制的关键。 本文讨论并建立了UPFC并联侧稳压控制模型和串联侧交叉耦合与交叉解耦控制模型,通过仿真分析和实验波形,验证了UPFC串联侧交叉耦合与交叉解耦控制策略的潮流调节效果。本文通过仿真分析和实验结果也验证UPFC串联变换器除潮流控制外的另外两项控制功能,动态电压控制(DVR)和模拟线路阻抗。 针对交叉耦合控制潮流调节速度较慢的缺点,本文引入了模糊自适应控制,该方法能够根据误差和误差变化率对PI参数进行在线修正。仿真和实验结果证实,引入模糊PI自适应控制后能够明显加快交叉耦合控制的潮流调节速度。针对交叉解耦控制鲁棒性较差的缺点,本文分别采用阻抗跟踪法和模糊PI自适应控制两种方法。其中阻抗跟踪法通过在线计算线路阻抗值得到功率外环实时反馈系数,模糊自适应控制在功率外环的PI控制器中采用灵活的PI参数,两种方法都能部分改善交叉解耦的鲁棒性。通过仿真分析验证了这两种方法的有效性,并比较了两种方法各自的优劣。 本文课题组在动态模拟实验室单机无穷大实验系统中,完成了UPFC实验装置的稳态实验,并对双回路系统中的潮流环流问题进行了讨论。本文也对UPFC装置在暂态响应中抑制动模系统的系统振荡的功能进行了仿真分析。