世界电压等级最高、容量最大的UPFC工程开工

正近日,由中国能建江苏院承担设计的江苏苏州南部电网500kV统一潮流控制器(英文简称"UPFC")示范工程正式开工建设。这是该院在2015年成功设计南京西环网220kVUPFC示范工程的基础上,向世界上电压等级最高、容量最大的UPFC工程发起的又一次成功挑战。随着电网潮流的涌动.如果某些区域用电激增,可能造成输电线路的超负荷运转。UPFC就是通过控制所有影响输电线路潮流的参数,为输电通道加装一套"智能交通导航仪",疏导电力"交通",从而实现对电网潮流的灵活、精准控制,在现有网架基础上保障电网安全运行。据悉.该工程之所以选址苏州,是因为苏州南部电网的±800kV锦苏直流特高压输电传输的是来自四川锦屏的清洁水     

500 kV统一潮流控制器工程

正统一潮流控制器(UPFC)是一种能综合调节输电线路电压、相位角和阻抗,实现线路有功、无功功率灵活控制的柔性输电装置,具有提高传输容量、优化无功配置、提升系统稳定性等功能。500 kV统一潮流控制器工程是目前世界上电压等级最高的UPFC工程。苏州南部电网500 kV UPFC工程研制了中国具有完全自主知识产权的UPFC成套装备,其     

统一潮流控制器阀厅微正压环境的建立和管理策略

南京西环网统一潮流控制器(UPFC)示范工程是我国第一个基于模块化多电平技术的UPFC工程,是我国在柔性交流输电领域的重要成果。阀厅是UPFC示范工程的重要设备换流阀所在区域,而换流阀对阀厅的温度、湿度和洁净度要求很高,使得阀厅的建设和管理成为整个工程的关键点和难点。文中首先通过对阀厅内温度、湿度的数学建模,分析了影响阀厅温湿度的关键因素,然后针对阀厅的环境要求,使用分阶段管控方案、暖通系统、新风系统和新型监控手段对阀厅环境进行严密管控,形成了符合要求的阀厅微正压环境。     

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。     

电力系统潮流计算

随着电力系统的发展,交流柔性输电技术(FACTS)发挥着重要作用及较好的应用前景,而对FACTS元件的电力系统的潮流计算也一直是较重要的研究。统一潮流控制器(UPFC)是调节电压和潮流的有效手段,本文也重点研究了含有UPFC装置的系统潮流计算并经IEEE14节点算例验证。     

基于提升故障穿越能力的UPFC重启策略研究及应用

统一潮流控制器(UPFC)是最新一代柔性交流输电系统装置,综合了FACTS元件的多种灵活控制手段。受限于电力电子设备绝缘能力,UPFC故障穿越能力有限。文中在介绍UPFC串联侧故障快速隔离技术的基础上,提出了UPFC配合交流保护重启策略,发生影响UPFC运行的故障时,利用特征量进行故障区域和类型判别,判别为交流电网异常时,进一步根据故障特性,并检测电网运行状态和UPFC运行能力,执行UPFC故障穿越或短时闭锁后自动重启的策略。接着以500 kV苏南UPFC工程为例,介绍了该策略的具体实现方案。将该策略在南京西环网UPFC工程及苏南UPFC工程应用,结果表明,文中所提UPFC配合交流保护故障重启策略,具有良好的应用可行性和电网适应性,显著提升了UPFC工程的故障穿越能力。     

江苏苏州南部电网500千伏UPFC示范工程投运

正江苏苏州南部电网500kV UPFC示范工程投运,最大可提高苏州南部电网供电能力约130万kW。2017年12月19日,江苏苏州南部电网500kV统一潮流控制器(英文简称"UPFC")科技示范工程正式投运,在世界范围内首次实现500kV电网电能流向的灵活、精准控制,最大可提升苏州电网电能消纳能力约130万kW。     

苏南UPFC工程保护配合策略研究

统一潮流控制器(UPFC)是一种能够独立、快速、精确、连续控制系统电压和潮流的最新一代柔性交流输电系统装置,为解决城市电网发展受限问题提供了有效手段。文中针对苏南UPFC工程中保护配置展开研究,介绍了UPFC本体保护的三取二功能以及UPFC的重启策略,在继电保护配置情况及动作策略基础上,提出了UPFC本体保护与交流线路、变压器保护等保护的配合策略。并结合500 k V苏州南部电网UPFC工程实时数字仿真(RTDS)与入网系统调试,给出实际保护配合策略的功能和效果,试验结果表明可有效保护UPFC。     

苏南500 kV统一潮流控制器保护系统及动作结果分析

苏南500 kV统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)工程是目前世界上电压等级最高、容量最大的统一潮流控制器工程,用于解决苏州南部电网潮流分布不均、断面超限、无功支撑能力不足等问题。本文概述了苏南UPFC的工作原理及保护配置方案,对典型故障点的保护动作结果进行了阐述说明,为今后更高电压等级的柔性输电系统保护研究提供了参考。     

柔性交流输电电力系统潮流计算研究

柔性交流输电技术(FACTS)发挥着越来越重要的作用。UPFC可对电力系统潮流及电压进行有效控制,是一种理想的FACTS装置。由于其既存在有源并联支路又存在有源串联支路,当进行含UPFC装置电力系统潮流计算时,UPFC的处理较为复杂。本文根据UPFC功率交换特性,提出了一种较为简化的含UPFC装置电力系统潮流计算方法。     

MMC-UPFC在南京西环网的应用及其谐波特性分析

基于模块化多电平换流器(MMC)的统一潮流控制器(UPFC)是当前最新型的柔性交流输电技术,与柔性直流输电中MMC交流电压在额定值附近不同,理论上UPFC串联侧MMC输出电压可在零到额定值之间任意可调,在调制比较小时,换流器输出电压中将含有较大的谐波成分。结合南京西环网UPFC实际工程,为研究基于MMC的UPFC对电网谐波的影响,从UPFC工作原理出发分析MMC谐波理论计算方法及分布特性,给出了UPFC接入系统后电网谐波的计算公式,用于评估系统各种运行方式下UPFC在不同子模块数量及电压调制比下的谐波特性及其对电网电压谐波的影响,为工程设计和系统运行维护提供依据。最后,理论计算和仿真结果验证了所提出的谐波分析计算方法的有效性。     

“基于MMC的柔性输电技术”专题征稿启事

<正>模块化多电平换流器(modular multi-level converter,MMC)技术的出现,大大降低了电压源换流器的制造难度和损耗,为电网一次系统的柔性化铺平了道路。目前,MMC技术已应用于柔性直流输电和柔性交流输电,我国已建成或正在建设的基于MMC的柔性输电工程包括两端(含背靠背)和多端柔性直流输电系统、大容量静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)以及统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)等。可以预见,柔性输电技术将应用于     

统一潮流控制器协调控制技术的研究

统一潮流控制器(UPFC)是一种典型的柔性交流输电系统(FACTS)装置,它能通过其串联侧进行移相、节点电压等控制,还可以在并联侧对输电系统进行无功补偿.通过对三相换流器基本解耦控制方法的研究,得到UPFC串联、并联侧装置的控制方法,使得具有强烈非线性的UPFC控制更加灵活稳定和快速的特性,并具有很强的鲁棒性.通过仿真证实了该方法的可靠性.     

统一潮流控制器多时间尺度混合实时数字仿真

结合上海220 k V电网统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)示范工程,针对UPFC控制系统闭环测试,提出了UPFC装置多时间尺度混合的实时数字仿真试验方法,并在RTDS实验平台上进行了UPFC装置ns级开关暂态、ms级电磁暂态混合实时仿真。RTDS试验结果表明该UPFC装置具备良好的无功稳定输出能力,母线电压控制能力,并能独立控制线路有功和无功潮流,其阶跃响应时间小于30 ms。从而表明该UPFC控制系统具有良好的稳态控制及动态响应特性,验证了控制系统功能和性能的有效性。     

含统一潮流控制器输电线路断路器保护研究

统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)作为一种功能强大的柔性交流输电设备,目前在国内电力系统中得到进一步推广并逐步应用在500 k V电压等级系统中,含UPFC输电线路在一个半接线方式下的断路器保护将面临新的应用问题。文中结合苏州南部电网500 k V UPFC示范工程实施,分析500 k V含UPFC系统对于断路器保护装置特殊功能需求,针对不同接线方式提出断路器保护适应性解决措施,指出不一致运行状态下断路器保护与UPFC控制保护配合策略,可有效避免断路器保护带UPFC重合闸的情况,从而为UPFC接入后系统稳定可靠运行奠定基础。     

适合城市电网的级联型统一潮流控制器

为提高上海地区10 kV电网的供电可靠性,需要潮流控制能力强的柔性交流输电(flexible AC transmissionsystems,FACTS)装置来实现10 kV电网的合环运行,而统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)就是一种很好的选择。文章对基于H桥级联技术的UPFC拓扑结构进行了研究,通过仿真实验对级联型UPFC的动态性能进行分析和验证。仿真实验结果表明,省略掉串联变压器的H桥级联型,UPFC能够有效控制线路潮流并维持直流电压恒定,采用脉宽调制技术有效消除了中低次谐波。     

具有短路限流功能的统一潮流控制器设计

统一潮流控制器(UPFC)在电力系统发生短路故障时,其串联变换器极有可能因承受系统高电压和大电流的冲击而损毁。针对该问题,提出了一种新型柔性交流输电系统装置——具有短路限流功能的统一潮流控制器(简称限流式UPFC),给出了其主电路拓扑结构、工作原理和控制策略。PSCAD/EMTDC软件的建模和仿真结果表明,在电网正常运行状态下,该装置特性等效为常规UPFC;当电网在装置安装点附近发生短路故障时,装置中的限流器模块能立即自动从零阻抗转变为高阻抗,将系统及流经UPFC的短路电流限制到较低数值,保护了UPFC免受系统高电压和大短路电流的冲击,同时也降低了系统的短路电流水平,增加了系统的可靠性和经济性。     

基于母线关联出线暂态频谱信息的UPFC线路纵联保护

统一潮流控制器(UPFC)作为新一代柔性交流输电系统元件在输电线路中逐渐应用,需要对含UPFC线路的保护原理进行深入研究。通过分析UPFC对线路故障暂态影响,得出高频分量经其串联侧时发生严重衰减,使仅利用单端暂态量的保护可靠性下降。分析母线关联出线的故障暂态特征可知,同一母线的故障侧线路与非故障侧线路的电流频谱分布存在明显差异。通过采用小波能量熵提取母线各出线暂态信息,提出一种适用于含UPFC线路的方向纵联保护方案。仿真结果表明,该方案可准确识别区内、外故障及母线故障,在不同过渡电阻、故障初始角等故障情况下,均具有较好的灵敏性和可靠性。     

电网潮流均衡技术分析与应用

针对电网故障后输电通道潮流转移造成功率不均衡现象,引入潮流均衡概念和潮流均衡度分析方法,阐述了潮流均衡的关键技术即柔性交流输电技术和柔性直流输电技术,分别介绍了相应技术的关键装置和示范工程,最后指出了潮流均衡技术的不足和发展方向。     

计及UPFC的220 kV分区电网运行可靠性研究

随着电网互联规模的不断扩大,电网的电力电子化不断增强,给电网的运行可靠性带来了新的挑战。统一潮流控制器(UPFC)作为调节潮流能力最强的柔性交流输电(FACTS)设备,我国已经实现其自主设计、研发并成功投运于南京西环网。通过建立含UPFC的运行可靠性模型,并对南京西环网进行运行可靠性分析以及效益评估。算例结果表明,UPFC能够有效提高区域电网的运行可靠性,具有可观的经济效益。