基于精确线性化变结构控制的UPFC控制器设计

统一潮流控制器自身结构复杂、变量多,为了简化其控制器的设计过程,建立只考虑并—串联变流器交流侧电流状态和直流电容电压状态的UPFC的5阶非线性模型。采用双环控制策略来设计UPFC控制器,通过PI外环控制直流电容电压,选取并—串联变流器交流侧电流作为系统控制输出,通过状态反馈精确线性化将原非线性系统线性化为4个线性子系统,并应用变结构控制原理实现并—串联变流器交流侧输出电流的内环控制。仿真结果验证了该控制策略的有效性。     

UPFC的交叉耦合控制及潮流调节能力分析

研究了UPFC控制传输线路潮流能力，通过对系统功率平衡及UPFC的潮流控制特性分析，在三维空间中绘出了UPFC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，说明了在UPFC中采用交叉耦合控制的可行性。利用串联变换器注入传输线路电压的d轴分量控制传输线路上的无功潮流，用q轴分量控制传输线路上的有功潮流。控制系统设计中利用频率特性法得到了功率环PI调节器的参数。实验结果表明采用文中所述的控制策略能够使UPFC有良好的潮流调节性能。     

一种可调电感控制线路潮流的方法

在分析了与线路电流垂直和与母线电压平行的串联电压与线路电流关系的基础上,提出了通过调节与线路电流垂直的串联电压来调节线路电流幅值,通过调节与母线电压平行的串联电压来调节线路电流相位的控制策略,从而实现了对线路电流的有效控制,在此基础上提出了一种新型的潮流控制方法,它通过调节可调电感,在三相静止坐标系中实现了线路有功潮流和无功潮流的解耦控制。同时还提出了与该潮流控制方法对应的线路潮流调节装置,该装置提供的串联电压等效于两个可以独立控制的电压分量之和,其中一个分量与母线电压平行,另一个分量与线路电流垂直。该调节装置由变压器、可调电感和电容器等元件构成,这些元件均已成功地应用于高压系统或超高压系统。经过多年的研究,目前已有一些高性能的可调电感成功地应用于电力系统中,这为该潮流控制装置以经济和可靠的方式应用于高压系统或超高压系统提供了条件。本文还提出了线路潮流调节装置中的关键元件的选择原则以及它们与装置的潮流控制能力的关系。     

考虑UPFC实时控制策略的电网功率调节能力研究

提出一种考虑统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)系统级和换流器级控制策略的线路功率调节能力计算方法,实现了电网正常运行和N-1情况下UPFC对线路潮流有效控制范围的计算。介绍了UPFC工程的控制策略,在考虑并联侧定电压控制和定无功控制特性的基础上实现潮流分析,并以南京西环网UPFC为例,基于江苏电网的实时运行数据对UPFC的实际潮流控制范围进行计算,为电网调度运行提供参考。     

UPFC的交叉耦合控制及潮流调控性能分析

本文研究了UPFC控制传输线路潮流能力，通过对系统功率平衡以及UPFC的潮流控制特性分析，在三维空间中绘出了UPFC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，说明了在UPFC中采用交叉耦合控制的可行性。利用串联变换器注入传输线路电压的d轴分量控制传输线路上的无功潮流，而用q轴分量来控制传输线路上的有功潮流。控制系统设计中利用频率特性法得到了功率环PI调节器的参数。最后实验结果表明采用文中所述的控制策略能够使得UPFC有良好的潮流调节性能。     

一种新型的统一潮流控制器设计方法

在介绍统一潮流控制器(UPFC)的构成、电压空间矢量脉宽调制技术及带有UPFC单机无穷大系统的数学模型之后,采用两种控制策略来设计UPFC.第一部分采用电流预测的d-q轴解耦控制策略结合电压空间矢量脉宽调制技术来调节线路有功功率及无功功率.第二部分采用多输入单输出的自组织模糊神经网络和d-q轴解耦控制策略并结合电压空间矢量脉宽调制技术来维持节点电压及电容器端电压的稳定.Matlab仿真结果表明:基于以上两种控制策略的UPFC能有效调节线路的有功功率及无功功率,保证节点电压及电容器端电压的稳定,证明该UPFC的设计方法是有效的.     

特高压直流接入背景下的UPFC系统级控制策略

为缓解特高压直流馈入受端电网后造成的多个交流输电通道紧张的问题,提高换流站交流母线暂态电压支撑强度和稳态调压能力,首先基于电网络理论推导了统一潮流控制器(UPFC)对输电线路电流、交流母线电压的控制灵敏度,分析了利用UPFC系统级控制功能(线路有功/无功潮流控制以及并联换流器无功功率控制)实现输电线路过载控制和交流母线电压调节的可行性。在此基础上,提出了一套特高压直流接入背景下的UPFC系统级控制策略,以监控系统运行参数并自动生成满足系统安全稳定约束的UPFC系统级控制指令值。最后,以锦苏直流落点附近的苏南500 kV UPFC示范工程作为仿真算例,验证了所提出的控制灵敏度分析的有效性和UPFC系统级控制策略的可行性。     

一种新型的统一潮流控制器设计方法

在介绍统一潮流控制器(UPFC)的构成、电压空间矢量脉宽调制技术及带有UPFC单机无穷大系统的 数学模型之后,采用两种控制策略来设计UPFC。第一部分采用电流预测的d q轴解耦控制策略结合电压空 间矢量脉宽调制技术来调节线路有功功率及无功功率。第二部分采用多输入单输出的自组织模糊神经网络和d q轴解耦控制策略并结合电压空间矢量脉宽调制技术来维持节点电压及电容器端电压的稳定。Matlab仿真结果表明:基于以上两种控制策略的UPFC能有效调节线路的有功功率及无功功率,保证节点电压及电 容器端电压的稳定,证明该     

电流定向旋转坐标下的统一潮流控制器串联侧变流器解耦控制策略研究

本文分析常规电压定向旋转坐标系下UPFC系统串联侧变流器交叉解耦控制方法的有功、无功控制环路耦合,针对该问题提出基于线路电流定向旋转坐标系下的交叉解耦控制策略,并采用双二阶广义积分开环相位测量方法加快电流相位测量速度。对比仿真结果表明,本文方法有效减弱UPFC系统有功、无功控制环路之间的耦合,提高潮流控制速度。     

电流定向旋转坐标下的统一潮流控制器串联侧变流器解耦控制研究

文中分析电压定向旋转坐标系下UPFC系统串联侧变流器常规交叉解耦控制方法的有功、无功控制环路耦合问题,提出基于线路电流定向旋转坐标系下的新型交叉解耦控制策略,并采用双二阶广义积分开环相位测量方法加快电流相位测量速度。多场景对比仿真结果表明,该方法有效减弱UPFC系统有功、无功控制环路之间的耦合,提高潮流控制速度和效果。     

统一潮流控制器并联变换器的改进型双环控制系统

分析了统一潮流控制器并联变换器在电力系统中的调节作用以及工作原理，建立了并联变换器的数学模型，提出了一种改进的双环PI解耦控制系统。采用电流前馈与PI调节共同控制变换器有功电流分量，稳定直流侧电容电压。UPFC接入端的节点电压控制采用PI调节和下垂特性组成的自动电压调整控制策略。控制系统在15 kVA的UPFC物理模型中得以实现，这种控制系统有利于加快并联变换器的动态响应，降低直流母线电压的波动，有效地控制UPFC接入端节点电压，仿真及实验结果都证明了控制系统的正确性和有效性。     

统一潮流控制器并联变换器的改进型双环控制系统

分析了统一潮流控制器并联变换器在电力系统中的调节作用以及工作原理，建立了并联变换器的数学模型，提出了一种改进的双环PI解耦控制系统。采用电流前馈与PI调节共同控制变换器有功电流分量，稳定直流侧电容电压。UPFC接入端的节点电压控制采用PI调节和下垂特性组成的自动电压调整控制策略。控制系统在15 kVA的UPFC物理模型中得以实现，这种控制系统有利于加快并联变换器的动态响应，降低直流母线电压的波动，有效地控制UPFC接入端节点电压，仿真及实验结果都证明了控制系统的正确性和有效性。     

基于GTO的48脉波100MV·A UPFC研究

分析了UPFC调节电力系统线路潮流的工作机理、控制策略,给出了基于GTO的48脉波三电平NPC电压型变流器的主电路拓扑结构。以500 kV超高压骨干输电线路为工程背景,搭建了100 MV·A UPFC的Matlab仿真模型。结果表明UPFC装置可在半个周波时间内灵活快速控制线路潮流,显著改善电能质量。     

基于PSASP用户自定义的UPFC潮流控制模型

为建立与电力系统分析综合程序（PSASP）相适应的统一潮流控制器（UPFC）潮流控制模型,提出一种解耦控制方法。串联侧分别采用串联注入电压的q轴和d轴分量控制线路传输的有功功率和无功功率,并联侧基于瞬时功率理论,采用并联侧电流的q轴分量控制UPFC并联接入点母线电压,通过改变UPFC与网络接口节点的注入电流实现UPFC的潮流控制目标。在国内某500kV电网上进行了潮流控制计算,计算结果表明,所建立的模型正确、可行,完全可用于含UPFC的实际电网的工程研究和分析。     

统一潮流控制器控制策略的研究与实现

对统一潮流控制器(UPFC)的数学模型、控制策略进行了具体的分析和设计,在两相同步旋转dq坐标系下建立了控制系统动态模型。考虑到有功和无功在dq坐标系下的相互影响,UPFC的串联逆变器采用了三环解耦控制,外环是功率环,中间环为电压环,内环为电流环,由于电流内环的快速响应,使得电流跟踪输入电压,提高系统的稳定性和动态响应性能。文中对UPFC实现的STATCOM和SSSC功能进行了系统的分析,并对其动态特性进行了深入的研究。最后利用实验验证了在UPFC中采用这种控制方式的有效性。     

基于PSASP的UPFC潮流控制建模与仿真

为了将统一潮流控制器UPFC(unified power flow controlle)r嵌入到商业软件中,采用节点注入电流法建立了UPFC的潮流控制模型。该模型通过控制UPFC串联侧节点的注入电流和并联侧节点的无功注入电流来控制线路潮流和UPFC接入点母线电压,其中,串联侧节点的注入电流通过功率目标方程直接求取,并联侧节点的无功注入电流通过引入被控母线电压的参考值与实际值的偏差求得。基于电力系统分析综合程序PSASP(power system analysis software package)进行了算例研究,结果表明所建模型能有效实现UPFC的潮流控制作用,且具有较快的潮流追踪速度和较高的收敛精度。对其他FACTS(flexible AC transmission system)器件的控制建模具有一定的参考价值。     

统一潮流控制器的分析与控制策略

文中分析了统一潮流控制器（UPFC）系统的电压、无功功率和有功功率的平衡,得到了与UPFC控制相关的2个重要结论。首先,分析表明在UPFC输入端电压保持不变的情况下,线路无功潮流的变化实际上是由并联变换器提供的;其次,UPFC端电压既可以从发送端控制也可以从接收端控制。基于以上分析,提出了一种新颖的UPFC控制策略。在该策略中并联变换器控制UPFC直流母线电压和输电线无功潮流,而串联变换器控制UPFC输入端母线电压幅值和输电线有功潮流。同时,在控制系统中加入有功／无功功率协调控制,可在潮流调节中获得良好的静态、动态性能。最后,通过实验验证了所提出的控制策略的有效性。     

UPFC控制器的设计

采用功率模型描述含UPFC的网络方程,在该网络方程基础上并联侧采用电压控制/无功电流控制,串联侧采用自动潮流控制/电压注入的控制策略。提出了UPFC控制器物理实验装置的实现方案。仿真结果证明采用该方法,UPFC能快速有效地改善系统的电压和潮流。     

UPFC控制器及其物理实验装置的设计

在详细分析含UPFC的网络方程的基础上,描述了并联侧采用电压控制/无功电流控制,串联侧采用自动潮流控制/电压注入的控制策略.并提出了UPFC控制器物理实验装置的实现方案.为保证控制系统的响应速度,在控制器的设计中采用DSP芯片.     

统一潮流控制器的分析与控制策略

文中分析了统一潮流控制器（UPFC）系统的电压、无功功率和有功功率的平衡，得到了与UPFC控制相关的2个重要结论。首先，分析表明在UPFC输入端电压保持不变的情况下，线路无功潮流的变化实际上是由并联变换器提供的；其次，UPFC端电压既可以从发送端控制也可以从接收端控制。基于以上分析，提出了一种新颖的UPFC控制策略。在该策略中并联变换器控制UPFC直流母线电压和输电线无功潮流，而串联变换器控制UPFC输入端母线电压幅值和输电线有功潮流。同时，在控制系统中加入有功/无功功率协调控制，可在潮流调节中获得良好的静态、动态性能。最后，通过实验验证了所提出的控制策略的有效性。