UPFC对风电场稳定性影响的仿真研究
统一潮流控制器(UPFC)在风电场中的应用研究
统 一潮流 控 制器 （ 在风 电场 中的应 用研 究 ＵＰＦＣ）
赵 振 波
（ 山西省 电力公 司 电力建 设第 一公 司 山 西大 同
０７４ ） ３ ０ ３
摘 要： 随着风电场容量越来越大， 风电机组并 网对系统造成的影响也越来越明显 。 本文以变浆距恒速异步风 力发电机组为研究对象， 在ＭＡ Ｌ Ｂ ＴＡ／ Ｓ ｍｕ ｉ ｋ环境 下实现 了组合风速 ， 力机 ． 步发电机 的建模 。 ｉ ｌｎ 风 异 分析 了恒速 异步风 力发 电机姐运行过程中广生 电压波动的原因在于其输出功率 的波 动 性 。 因此 ， 文 采 用统 一 潮流控 制 器（ ｎｆ ｄ ｏ ｒ ｌｗ ｏ ｔｏｌｒｕ Ｆ ） 风 电场 电压 ， 功进 行 调 节和控 制 ， 别对 未 ￣Ａ Ｕ Ｆ 和 加 本 ｕ ｉｉ ｐｗｅ ｆ ｃｎｒｌ ， Ｐ ｃ 对 ｅ ｏ ｅ 无 分 ｔ ．Ｐ Ｃ ｅ ￣ＵＰ 进行 了仿真 ， ＦＣ 对比结果证 明Ｕ Ｆ Ｐ Ｃ能够较好的控 制风 电场汇漉母线 电压， 降低风电场运行过程 中产生 的电压波 动。 关键 词 ： 变棠距恒速 异步风力发 电机纽 统一湖流控削器（ Ｆ ） 电压 调节 无功控 制 ＵＰ Ｃ 中图分类 号 ： ＴＫ８ 文 献标 识 码 ：Ａ 文章编 号 ： ６ ４ １ ｓ ２ １ ） １ｃ－０ ９ ２ １ ７ － ９ ｘ（ ０ １０ （） １ —０ ０ 随 着 凤 电场 容 量 越 来 越 大 ， 电 机 组 风 ÷ 一） 』 （ ４ ） 并 网 对 系统 造 成 的 影 响 也越 来 越 明 显 。 国 内 目前 的风 电场 大 多 采 用 感 应 式 异 步 电机 式 中 ： 为 传 动部 分 惯 性 时 间 常数 ， 为 主导 ， 类 风 电 场 并 入 电 网 运 行 时 需 要 为 异 步 风 力发 电 机 转 轴 上 的 机 械 功 率 。 此 吸收 系 统 的 无 功 功率 ， 不进 行无 功 补 偿 ， １． 异步 感应 发 电机 的数 学模 型 如 ２ 会 造成 地 方 系 统 向 风 电场 倒 送 无 功 ， 会 既 鼠笼 感 应 式 异 步 风 力 发 电 机 在ｄ 平 —ｑ 造 成 网损 的 增 加 又 会 影 响 系 统 的 电压 稳 定 面 上 的 电 压 电 流 关 系 ： １－ １ １３ 风 速 的随 机性 和 间歇 性 ， 给风 电场 的 会 Ｒ 电压 带 来 极 大 的 波 动 ， 重 时 会 影 响地 方 严 电 力系 统 电 压稳 定 ｌ ４ ～Ｊ ＋ 一 风 电 场 引 起 电压 稳 定 问题 的 根 本 原 因 在 于其 输 出功 率 制器 （ ｉｅ ｏ ｒ ｆ ｗ Ｏ ｔｏ ｅ ， Ｆ ） ｕ ｆ ｄ ｐ ｗｅ ｏ Ｃ ｎ ｒｌ ｒ ＵＰ Ｃ ｎｉ ｌ ｌ
基于统一潮流控制器的并网风电场潮流分析_饶成诚
对比表 1、表 2 知，加入 UPFC 装置后，UPFC 对风电场接入点 电压及并网系统的潮流进行控制，使得风电场的有功出力极限得 到大幅提高，并且风电场接入点电压能维持在 1 p． u 附近，波动 明显变小。风电场从系统吸收的无功功率也大大减少。
因此，在风电场安装 UPFC 装置能够稳定并网点电压，维持 风电场的有功出力，而且还能作为风电场无功补偿电源，使得风 电场与电网之 间 的 无 功 交 换 减 小，这 更 有 利 于 并 网 系 统 的 稳 定 运行。
2 统一潮流控制器（ UPFC） 工作原理
由于 STATCOM 装置对于线路电压补偿能力较弱，SSSC 装置 对无功电流补偿能力不强。UPFC 可以看成是以上两种装置的组 合，两个换流器公用一个直流电容，使 STATCOM 和 SSSC 发生耦 合，如图 2 所示。
由向量图可知，输电线路中连接了等值电压源 ·VD ，节点电压 ·VA 变成了 ·VB 。调节 ·VD 可以使 ·VB 在以 ·VA 为圆心的圆内运行，从 而可以直接控制线路的无功功率和有功功率。此外，由于 ·I q 并 联补偿作用，UPFC 可以调节 ·VA 的模值。因此，UPFC 可以同时 控制 3 个稳态变量： 电压、有功和无功。
收稿日期： 2012 － 05 － 29 基 金 项 目： 国 家 自 然 科 学 基 金: 51267017 自 治 区 高 技 术 项 目
( 201132116) ; 教育部重点项目( 210244)
74 Electrical Automation
1 风力发电机的数学模型和并网分析
鼠笼式风力发电机的机械功率和机械转矩分别为：
Power Flow Analysis of Wind Farm in Power Grid Based on UPFC
统一潮流控制器(UPFC)的仿真研究
统一潮流控制器(UPFC)的仿真研究摘要：本文根据潮流控制器的基本原理和工作模式，建立了统一潮流控制（UPFC）的动态数学模型。
该模型考虑了直流环节电容储能的动态变化过程，使其更适合系统的动态特性分析。
借助MATLAB/SIMULINK平台，建立其仿真模型，对稳态调节性能和动态响应特性进行仿真分析。
关键词：统一潮流控制，仿真1.引言UPFC是一种统一的可控硅控制装置，只需改变其控制规律，就能分别或同时实现并联补偿、串联补偿、移相和端电压调节等4种基本功能，以及这些功能间的相互组合作用。
UPFC既能在电力系统稳定方面实现潮流调节，合理控制有功功率、无功功率的流动，提高线路的输送能力，实现优化运行，又能在动态方面，通过快速无功吞吐，动态地支撑接入点的电压，提高系统电压稳定性，若适当控制，还可以改善系统阻尼，提高功角稳定性。
统一潮流控制器(UPFC)作为较早出现的串、并联混合型FACTS元件能够对一条传输线上的功率潮流和节点电压进行有效控制，同时其基本功能模块也是广义统一潮流控制器(GUPFC)和可变静态补偿器(CSC)的重要组成部分，具有极高的研究价值。
2.UPFC系统的基本原理与结构对于UPFC而言，主要是通过其串联部分向电网中插入电压来改变UPFC输出端电压的幅值和相位，从而起到潮流调节作用的。
而并联部分主要是为UPFC内部提供有功功率平衡，并提供部分无功功率补偿。
图1. 含有UPFC的传输系统简化原理图在实际系统中UPFC是由两个电压源型变换器构成的，如图2所示。
图2. 含双变换器的UPFC结构图在柔性交流输电系统中，几乎所有FACTS 装置都只能调节影响电力输送功率的三个参数中的一个，但UPFC 可以同时调节三个参数，即可以同时补偿线路参数、调节节点电压幅值和节点电压相位。
还能实现并联补偿、串联补偿等功能。
UPFC 调节其并联部分和串联部分的输出控制电网的参数，基本功能如图3。
图3. UPFC 主要控制功能矢量图3.统一潮流控制器的数学建模及控制策略研究3.1 UPFC的数学模型UPFC 在对称运行状态下，换流器用正弦脉宽调幅(SPWM)，UPFC 的模型如下所述。
统一潮流控制器(UPFC)在电压稳定性中的应用
＜ 电气开关＞ ２ １． ｏ５ （０１Ｎ ． ）
文章 编 号 ：０４— ８ Ｘ｛０ １０ ０７ ０ １０ ２９ ２ １ ）５— ０４— ４
统 一 潮 流 控制 器 （ Ｐ Ｃ ＵＦ） 在 电压稳定性中的应用
李明礼。付康 ，
（． 西大学 电气 工程 学 院， 西 南宁 ５００ ；．安微 省 阜 阳 市供 电公 司， １广 广 ３０４ ２ 安徽 阜 阳
１ 引言
电压稳 定性 一直 都是 电力 系统规划 和运 行 的重要
到越来越广泛 的应用。本文使用 ｄ Ｌｄ 为灵 敏 Ｕ／ Ｐ 作 度指标 ， 分析 Ｕ Ｆ Ｐ Ｃ装设后给系统带来的诸 如节点
电压 、 灵敏 度指标 等方 面 的影 响 。
研究对象。２ 世 纪 ８ ０ Ｏ年代 以来 ， 世界范 围内发生 了 多 起严 重 的 由系 统 电压 失 稳 导 致 整 个 系 统 崩 溃 的事 件， 使人们更加认识到电压稳定 的重要性…。 随着电力电子技术 、 信息技术和控制理论 的飞速
ｐｙＣ ｍｐｎ ｆ ｎ ｕ ｒｖｎｅ Ｆ ｙｎ ３０ ０ Ｃ ｉａ ｌ ｏ ａｙｏ ｈ ｉ ｏｉｃ ，ｕａｇ２ ６０ ， ｈｎ ） Ａ ｐ ’
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｅｓｎｉｖｔ ｉｄｘｏ ｅ ａｏ ｉ ｒｘｉ ｕｅ ｉ ｕｓ ｅｉｆ ｅｃ ｂ ｕ ｕ ｉｅ ｏ ｅ ｏ ｏ ｔ ｌ ｓｒ ｃ ： ｈ ｅ ｓ ｉ ｙ ｎ ｅ ｆｈ ｃｂａ ｍａ ｓｄｔ ｄｓ ｓｅ ｌ ｎ ｅ ｏ ｔ ｎ ｉ ｐ ｗ ｒ ｗｃ ｎｒ — ｔｉ ｔ ｊ ｎ ｓ ｏ ｃ ｈ ｔ ｎｕ ａ ｆｄ ｌ ｆ ｏ
制特点在提高系统 的稳定性和可靠性方面得到越来越
多的应用 。Ｕ Ｆ Ｐ Ｃ综合了 Ｆ Ｃ 元件的多种灵活控制 ＡＴ Ｓ 功能 ， 可以控制系统电压 ， 还能对线路的有功和无功潮 流进行控制 ， 从而达到优化系统的作用。 灵敏度分析方法利用系统中某些量的变化关系来 分析其是否稳定 ， 因其计算简单 ， 电压稳定研究中得 在
统一潮流控制器(UPFC)的模型与仿真研究的开题报告
统一潮流控制器(UPFC)的模型与仿真研究的开题报告一、研究背景统一潮流控制器(UPFC)作为一种先进的电力电子设备，不仅可以控制电力系统中的电流、电压和相位，还可以提高系统的可靠性和稳定性，优化并改善电力系统的电气性能，被广泛运用于电力系统的控制和保护。
二、研究目的本文旨在分析UPFC的模型和工作原理，并利用模拟方法对模型进行仿真研究，探讨UPFC在电力系统中的应用，为UPFC在电力系统中的实际应用提供参考。
三、研究内容1. UPFC的工作原理及其在电力系统中的作用2. UPFC的建模方法及其数学模型3. UPFC的控制策略与算法4. 利用Matlab/Simulink对UPFC进行仿真研究5. 分析UPFC在电力系统中的应用，探讨其优缺点及发展前景四、研究方法和技术路线1.文献调研：通过查阅相关文献，了解UPFC的工作原理、建模方法、控制策略等方面的研究成果和进展2. 建立UPFC的数学模型：在掌握UPFC的工作原理和建模方法的基础上，利用电气学理论和控制理论等相关数学知识建立UPFC的数学模型3. 确定仿真模型并进行仿真：利用Matlab/Simulink软件建立UPFC的仿真模型，并进行仿真分析4. 分析仿真结果及讨论UPFC在电力系统中的应用五、论文结构安排第一章绪论1.1 研究背景及意义1.2 研究目的和内容1.3 研究方法和技术路线1.4 论文结构安排第二章统一潮流控制器的建模和工作原理2.1 统一潮流控制器的概述2.2 统一潮流控制器的建模方法2.3 统一潮流控制器的工作原理及控制方式第三章统一潮流控制器的仿真模型及仿真研究3.1 统一潮流控制器的数学模型建立3.2 基于Simulink的统一潮流控制器仿真模型的设计3.3 仿真结果分析及讨论第四章统一潮流控制器的应用分析4.1 统一潮流控制器在电力系统中的应用4.2 统一潮流控制器的优缺点分析4.3 统一潮流控制器的发展前景第五章结论5.1 主要结论5.2 存在问题和不足5.3 研究展望六、参考文献。
统一潮流控制器(UPFC)在风电场中的应用研究
统一潮流控制器(UPFC)在风电场中的应用研究摘要:随着风电场容量越来越大,风电机组并网对系统造成的影响也越来越明显。
本文以变桨距恒速异步风力发电机组为研究对象,在MATLAB/Simulink环境下实现了组合风速、风力机、异步发电机的建模。
分析了恒速异步风力发电机组运行过程中产生电压波动的原因在于其输出功率的波动性。
因此,本文采用统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)对风电场电压、无功进行调节和控制,分别对未加入UPFC和加入UPFC进行了仿真,对比结果证明UPFC能够较好的控制风电场汇流母线电压,降低风电场运行过程中产生的电压波动。
关键词:变桨距恒速异步风力发电机组统一潮流控制器(UPFC) 电压调节无功控制3 仿真结果与分析3.1 仿真结构仿真采用的系统结构如图3所示,系统短路容量=800MV A,等值系统电压等级为35kV。
风电场由15台1.5MW的变桨距异步风力发电机组组成,每台风力发电机组经过0.69kV/35kV机端变压器升压至35kV,将风场产生功率汇流至母线,再通过30km线路并入电网。
风力发电机组中异步感应发电机参数为:额定功率为 1.5MW,定子电阻=0.004843p.u.和定子感抗=0.1248p.u.;转子电阻=0.004377p.u.,转子感抗=0.1791p.u.;励磁感抗=6.77p.u.。
3.2 仿真结果与分析统一潮流控制器连接在风电场的汇流母线处,通过对风电场潮流控制而保持风电场汇流母线电压稳定,从而减小风电场在运行过程中产生的电压波动。
仿真采用的风速波形如图4所示,其中基本风速为8m/s,阵风峰值=2,渐变风峰值=2。
如图5及图6所示恒速异步风电机组投入操作引起的电压变动可以分为两个阶段:第一个阶段由发电机吸收无功功率引起,这是由于恒速风电机组是在发电机转速接近额定转速时才投入电网,并且要求较短的并网时间,短时间内大量无功功率的吸收造成了电压的跌落;第二阶段当风电场风速达到或超过风力发电机组额定风速时,异步感应式风力发电机从电网中吸收无功功率会逐渐增大,当风速下降或停止时,消耗的无功就会降低。
风电场动态稳定性研究
风电场动态稳定性研究第一章：引言风能作为一种清洁、可再生的能源，受到越来越多的关注。
风电场是一种常见的利用风能的方式，它由多台风力发电机组成，并通过电网将电能输出。
但是，由于风速和风向等自然因素对风电场的影响，风能的不稳定性也会进一步反映在风电场的电功率输出中，影响稳定性和可靠性。
因此，研究风电场的动态稳定性具有重要的科学意义和工程应用价值。
第二章：风电场的电力特性分析风电场的电力特性包括风机的功率曲线和电力系统的响应特性。
风机的功率曲线表示风机在不同转速下的输出功率，通常为三角形，其顶点代表额定功率。
电力系统的响应特性包括发电机贡献率、转速响应和电压响应等。
第三章：风电场的动态模型风电场的动态模型是研究风电场动态稳定性的重要基础。
目前，常用的风电场模型包括等效电路模型和热力学模型。
等效电路模型根据风电机的性能曲线将风电机转化为阻抗电路，以电路的方式模拟整个风电场系统。
热力学模型考虑气流经过叶片，将风机视为一个能量传递体系，分析风机与环境之间的热量传递过程，进而得到风机的输出功率。
第四章：风电场的电网响应与调节风电场与传统的火电厂不同，其输出电能的功率波动更为明显。
为了保障电网的稳定运行，需要对风电场进行电网响应与调节。
电网响应是指在遇到电网故障或负荷波动等情况下，风电场通过调节发电机的输出来控制电网频率和电压。
而电网调节则是指在风电池电容储能等设备的支持下，对风电场进行无功功率或者有功功率的控制，以便对电网功率的变化做出即时响应。
第五章：风电场的控制策略对风电场进行控制，主要采用的是变桨控制和磁场调节。
变桨控制是指改变风机的扭矩或者旋转速度，从而改变风机的输出功率；磁场调节同样也是通过改变发电机的转速和磁场强度来控制风机的输出功率。
此外，通过预测风速，对风电场进行预测控制也是一种更加高效的控制方式。
第六章：风电场的稳定性分析风电场动态稳定性分析主要包括振荡分析和失稳分析。
前者是指通过模拟并分析风电场与电网之间的非线性相互作用，得到风电场在不同工况下的振荡特性，从而评估风电场的稳定性。
限流式UPFC对电力系统暂态稳定性的影响
Udc + Id Lse uab +
Vol. 40 No. 7
+ Ld -
L1 并联变压器 Tsh
m 1 + cosf 0.5 ~ 1.5
(4)
因此当加在直流电感上的正向电压时间最长 时，限流电感电流达到最大值。Δid 的最大值 Δidm 为
idm 1.5 6U k ( Ld + Lse )
0.02 0.01 0.00 60
(5)
[6]
直流电感 Ld 一般按照能量最小原则来设计 ， 从而使限流电感具有尽可能小的体积。限流电感电 流达到最大值式，Ld 中储存的能量满足式 1 Edm Ld ( I dn + idm )2 2 1 1.5 6U 2 Ld ( I dn + ) 2 k ( Ld + Lse ) 正常运行时折算到二次侧的线路电流峰值，即
生后，限流器模块依次从正常态进入过渡限流态 和完全限流态。 3 个过程的动态波形图如图 2 所 示，各个不同工况中限流式 UPFC 的具体工作状况 如下。 1）正常态：正常运行时，限流器模块中的三 相整流桥相当于一个全波不控整流桥；直流电感电 流 Id 在充至交流电流峰值时保持恒定。此时，三相 整流桥出口电流为六脉波，其交流输入端三相等效 于短接，整个限流器模块对线路呈现零阻抗。故限 流式 UPFC 装置在正常工况下等效于一个常规 UPFC。 2）过渡限流态：故障发生后，限流电感 Ld 无 延时自动插入以限制电流、承受高压。控制系统立 刻响应，封锁串并联侧绝缘栅双极型晶体管和限流 器晶闸管 T1~T6 的触发脉冲， 限流电感两端承受串 联变二次侧正向电压，限流电感电流不断增大，然 后在二次侧反向电压的作用下，限流电感电流不断 减小至续流管导通以及整流桥晶闸管全部关断，限 流电感电流与系统电流隔离，不再对线路短路电流 产生影响。此过程的等效电路图如图 3 所示。
统一潮流控制器(UPFC)的稳定控制及应用
１ ＵＦ Ｐ Ｃ原 理 及 模 型 建 立
ＵＰ Ｃ的基 本思 想是 用一 种统一 的 晶 闸管 装 置 ， 过控 制 规 律 的变 化 就 能 实 现 分 别 或 同时实 现 几 Ｆ 通 种不 同的功 能 。 Ｐ Ｃ主要 由两 个 电压 型 逆变 器及 逆变 器共 用 的直 流 电容构 成 ， 图 １ ＵＦ 如 所示 。 变器 １ 逆 通 过并 联变 压器 和 系统 相连 ， 一方 面产 生 或吸 收无 功功 率 对线 路进 行 无功 补 偿 ， 以维 持 并 联 侧母 线 电压 ；
流分 析 ， 当 它用 于系 统稳定 性 分析 时 ， 但 是否 动态 过程 中的 Ｕ Ｆ Ｐ Ｃ仍 能象正 常工 作 时发 挥 应有 的功 能则 需 进一 步研 究 。 文献 ［Ｏ 指 出稳 态模 型 忽略 了装 置 内部 动态过 程 ， １］ 当它 用 于系统 暂 态分 析 时 ， 不利 于 研 究 ＵＦ Ｐ Ｃ对 系统稳 定 性 的实际 作用 ， 因而需建 立 Ｕ Ｆ Ｐ Ｃ的 动态模 型 。 论 文建 立 了 Ｕ Ｆ 该 Ｐ Ｃ的五 阶动 态 模 型。 文献 ［ １ １ ］推导 了 Ｕ Ｆ Ｐ Ｃ的动态 模 型 ， 交替 迭代 法实 现 了 Ｕ Ｆ 用 Ｐ Ｃ与 电力 系统 接 口的 处理 ， 一 方 法 这 可 推广用 于其 它 Ｆ Ｃ Ｓ装置 的 系统接 口计 算 。 Ａ Ｔ
多个 Ｆ Ｃ Ｓ控 制 器的协 调控 制及 Ｆ Ｃ Ｓ的 多 目标 优化 控 制是今后 控 制 器设计 的主要 目标 。 Ａ Ｔ Ａ Ｔ 关键 词 柔性 交流 输 电 ； 一潮 流控制 器 ； 统 电力 系统 ； 控制 稳 定
利用UPFC提高电力系统稳定性的研究
ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ａｃｔｕａｌｌｙ． Ｋｅｙ ｗ ｏｒｄｓ：ＵＰＦＣ；ｐｏｗｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ；ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅ ｖｏｌｔａｇｅ；Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍ ｕｌｉｎｋ ｐｌａｔｆｏｒｍ ；ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ
ＣＬＣ ｎｕｍｂｅｒ：ＴＭ７６
ＦＣ ａｃｈｉｅｖｅｓ ｔｈｅ ａｉｍｓ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｃｔｉｖｅ ａｎｄ ｒｅａｃｔｉｖｅ ｐｏｗｅｒ，ｓｔａｂｌｅ ｔｈｅ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｐｏｉｎｔ ｖｏｌｔａｇｅ Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｅｔ ｕｐ ａ ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ ｒｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｍｏｄｅｌ ｉｎｓｔａｌｌｅｄ ｗｉｔｈ ＵＰＦＣ ｏｎ ｔｈｅ Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ ｐｌａｔｆｏｒｍ ，ｉｎ ｗｈｉｃｈ
ｐｏｗｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ａ ｍｅｔｈｏｄ ｕｓｉｎｇ ＵＰＦＣ ｔｏ
ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｉｎｊｅｃｔｉｎｇ ｖｏｌｔａｇｅ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ，ｅｘｃｈａｎｇｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ，ＵＰ—
Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ平 台上 ，搭建了一个装设有 ＵＰＦＣ的三相环形 电力 系统模 型 ，在模 型中通过一定 时开关 接
入一个 三相负载来模拟 系统受
电能质 量 ，增 强电力 系统稳定性 。
关键词 ：ＵＰＦＣ；电能质量 ；可控 电压 ；Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ平台 ；电力系统稳定性
ｓｉｍ ｕｌａｔｅｄ ａ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ ｗｉｔｈ ａ ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ ｓｅｒｉｅｓ ｌｏａｄ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｂｙ ａ ｔｉｍｅ ｂｒｅａｋｅｒ．Ｆｉｎａｌｌｙ，
风力发电机组的电力系统连续稳定性研究
风力发电机组的电力系统连续稳定性研究风力发电已成为可再生能源中最为重要的一种形式，对于实现能源转型和减少碳排放具有重要意义。
然而，由于风能的不稳定性，风力发电机组的电力系统连续稳定性成为研究的焦点。
如何在风力波动的情况下保持电力系统的稳定运行，具有重要的理论和实践意义。
1. 引言风力发电机组作为一种清洁、可再生的能源，具有显著的优点。
然而，由于风速随时间和地点的变化，风力发电机组的电力输出波动性很大，给电力系统的连续稳定运行带来了挑战。
因此，研究风力发电机组的电力系统连续稳定性具有重要的现实意义。
2. 风力发电机组的电力输出特性风力发电机组的电力输出主要受风速的影响，风速波动引起的电力输出波动性成为限制其连续稳定性的关键因素。
在风速较高时，风力发电机组的输出与风速呈线性关系；在风速较低时，输出功率非常低。
因此，为了保持风力发电机组的连续稳定性，需要对风速的变化进行精确的监测和预测。
3. 风力发电机组电力系统的连续稳定性评估为了评估风力发电机组的电力系统连续稳定性，需要考虑以下几个关键因素：3.1 风速的变化对风速变化进行准确的预测是保证风力发电机组电力系统连续稳定性的基础。
通过建立风速预测模型，结合气象数据和实时监测数据，可以对风速进行准确的预测，并根据预测结果进行相应的调控措施，以保持风力发电机组的连续稳定性。
3.2 电力系统的调度与控制风力发电机组的电力系统需要进行合理的调度和控制，以应对风速的波动。
利用高效的电力系统调度和控制算法，可以根据风速变化实时调整风力发电机组的电力输出，确保电力系统的连续稳定性。
此外，还可以采用储能技术，在风速较高时将多余的电力储存起来，在风速较低时释放，以平衡电力系统的供需关系。
3.3 电力系统的保护措施为了保护风力发电机组的电力系统免受故障和异常事件的影响，需要采取相应的保护措施。
例如，应建立有效的过电压保护控制系统，防止电力系统在风速突然增加时受到过电压的冲击；同时，也需要建立过电流保护系统，确保风力发电机组在突发故障情况下能够及时切除电力输出。
毕业设计-储能装置提高风电系统暂态稳定特性的仿真研究毕业论文[管理资料]
![毕业设计-储能装置提高风电系统暂态稳定特性的仿真研究毕业论文[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/85088f1a998fcc22bdd10d1f.png)
学号____________密级____________本科毕业论文储能装置提高风电系统暂态稳定特性的仿真研究院系名称：电气工程学院专业名称：电气工程及其自动化学生姓名：指导教师：副教授二○一一年六月BACHELOR'S DEGREE THESIS OF WUHAN UNIVERSITYSimulation Study of Using Energy Storage Device to Improve Wind Power System Transient StabilityCollege ：Subject ：Name ：Directed by ：June2011郑重声明本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。
尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。
对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。
本学位论文的知识产权归属于培养单位。
本人签名：日期：摘要风能是21世纪最重要的新能源之一，虽然存在着出力间歇性和不确定性错误!未找到引用源。
等不利因素，但是风能清洁，无污染的特点顺应了时代对环保的要求。
因此风力发电得到了各国政府的大力支持。
风电受自然条件的约束很大，由于风力的不可调节导致风电出力存在很大的随机性，因此随着风电装机容量的持续增加，电网将不得不面对大规模风电接入与不断提高电网运行安全水平要求之间的矛盾。
相关研究表明，储能技术将是解决这个矛盾的重要手段之一。
本文首先综述了国内外风力发电的研究成果和储能技术的研究现状。
接着基于理论推导建立了储能装置的功率注入模型，在此基础上，基于电力系统综合分析程序(PSASP）的用户自定义模型开发工具，开发了适用于PSASP的储能装置功率注入模型。
然后通过建立的含风电电力系统的PSASP仿真模型，研究了风力扰动对系统暂态特性的影响。
UPFC抑制电力系统低频振荡的参数优化研究开题报告
电力系统低频震荡调控逻辑优化的研究开题报告一、研究背景由于电网互联可使得区域电网配用电更加合理，提高发电设备的利用率，减少系统发电设备的总容量，减小个别负荷波动对电能质量的影响，因此电网互联技术得到了迅速的发展。
但是，互联电网在保证电网安全运行的同时也为电力系统的稳定运行带来了隐患。
统计数据显示，60年代以来，国际上出现儿次大规模的停电事故，为国民经济发展和人民正常生活造成不可挽的损失。
我国电网也因受运行稳定问题的影响发生多起大停电事故，并因此造成数以亿计的经济损失。
故近年来电力系统运行的安全稳定性问题逐渐成为互联电网研宄的重点。
电网运行的安全性是指正常运行下，电气设备可在电网规定的额定电压电流及额定频率下稳定工作，超出规定限额将极可能导致设备损坏。
在电力系统正常运行的状况下能保持运行的稳定性，失去同步运行稳定性将引起系统产生低频振荡，若系统中没有安装抑制低频振荡的有效装置，低频振荡可进一步扩大事故范围，危及整个系统的稳定运行。
半个多世纪以来，用于解决电力系统低频振荡问题的控制方法主要集中在一次系统增加系统网架和二次系统加装自动调节装置的研究。
直到20世纪60年代中期，随着电力电子技术、信息技术和控制理论的发展和综合应用，才出现了调控逻辑优化。
研究表明调控逻辑优化在提高交流电网的可控性和稳定性，实现灵活的潮流控制和最大化电网的传输能力上有显著的作用。
二、电力系统低频振荡的研究现状电力系统在稳定运行状态下，多台发电机保持同步运行，各发电机旋转速度相同，同时向系统输出稳定的电功率，并能保证系统频率基本维持在额定频率，电压及功率以额定值输出。
倘若某些发电机间运行同步性遭到破坏，在电力系统中首先表现为输出电功率的波动及相应节点电压偏离额定值并出现大幅度的波动，功角稳定性遭到破坏并出现大幅度的周期性失稳振荡。
电力系统低频振荡的产生机理主要分为以下两类。
（1）负阻尼机理：电力系统中发电机的自然阻尼常表现为正功率系数，正常运行情况下，在大型互联系统中为保证发电机的正常稳定运行，常采用快速励磁调节装置。
统一潮流控制器(UPFC)的建模与仿真研究的开题报告
统一潮流控制器（UPFC）的建模与仿真研究的开题报告一、研究背景和意义传统电力系统由于输电距离远，容易受到外界干扰，存在潮流严重，电压波动等问题，会导致稳定性和品质的下降，为了解决这些问题，增加可靠性和稳定性，提高电力品质，引入UPFC智能电力装置成为了近年来电力系统中研究的热点。
UPFC是一种灵活多变的设备，可以实现对电力系统中传输线路参数的优化和控制，它能够同时控制潮流和电压，同时也可以对传输线路进行有功、无功控制，从而提高电力系统的稳定性和可靠性。
二、研究内容和目的本文主要研究UPFC的建模和仿真，并通过仿真实验验证其控制效果。
具体研究内容如下：1. 对UPFC进行建模，包括电路原理、控制系统、运动方程等；2. 构建电力系统仿真模型，基于MATLAB/Simulink平台进行仿真；3. 设计控制策略，实现UPFC控制潮流和电压的目标；4. 通过仿真实验验证UPFC的控制效果和稳定性。
三、研究方法和步骤1. 研究UPFC的原理和控制算法，对其进行建模和分析；2. 构建电力系统仿真模型，包括输电线路，变压器，发电机等重要元件；3. 分析电力系统的特点，设计UPFC的控制策略，实现控制目标；4. 进行仿真实验，分析其控制效果和稳定性。
四、预期成果1. 完成UPFC的建模和仿真研究；2. 验证UPFC在电力系统传输线路中的控制效果和稳定性；3. 提出改进UPFC控制策略的建议，为实际应用提供参考。
五、研究难点和解决方案1. UPFC控制策略的设计和优化；2. 电力系统模型的复杂性和仿真精度问题；3. 正确评估UPFC的控制效果和稳定性。
解决方案：1. 综合考虑UPFC的特点和电力系统的需求，确定最优控制策略；2. 采用MATLAB/Simulink仿真平台，构建高精度电力系统模型；3. 通过仿真实验分析UPFC的控制效果和稳定性，并作出正确评估结论。
六、研究进度安排1. 第一阶段（1个月）：对UPFC进行建模和分析，并确定仿真实验的对象和目标；2. 第二阶段（2个月）：构建电力系统仿真模型，进行模型仿真；3. 第三阶段（2个月）：设计UPFC的控制策略，实现控制目标，进行仿真实验；4. 第四阶段（1个月）：统计数据和结果，撰写论文和答辩准备。
装设统一潮流控制器(UPFC)的电力系统电压稳定性研究的开题报告
装设统一潮流控制器(UPFC)的电力系统电压稳定性研究的开题报告一、选题依据和背景分析由于电力系统的负荷变化和干扰过程，电网容易出现电压暂降、短时暴涨等状况，进而引起电力系统的稳定性问题。
为了更好地控制电力系统的稳定性，解决电网电压波动的问题，统一潮流控制器(UPFC)得到了越来越广泛的应用。
UPFC可同时控制电流和电压，调节电力系统中的电能流，从而达到电网络稳定性的目的。
因此，本研究对于装设UPFC的电力系统的电压稳定性进行研究，具有重要的实际意义和社会价值。
二、研究内容和目标本研究旨在探讨装设UPFC的电力系统的电压稳定性和稳定性控制方法。
主要研究内容包括：1.电力系统电压稳定性的基本原理和影响机理2.UPFC的原理和工作机制3.UPFC在电力系统电压稳定控制中的应用4.基于UPFC的电力系统电压稳定控制方法及仿真验证三、研究方法和步骤本研究采用文献综述和仿真实验相结合的方法进行，主要步骤如下：1.查阅相关文献，对UPFC的原理及工作机制、电力系统电压稳定控制方法进行深入研究。
2.建立UPFC在电力系统电压稳定控制中的数学模型，利用仿真软件对其进行模拟与分析。
3.对比并分析不同的UPFC参数配置，在不同负荷和干扰下，UPFC在电力系统电压稳定控制中的效果和影响。
4.结合仿真实验结果，探讨基于UPFC的电力系统电压稳定控制方法，提出相关建议和措施。
四、预期成果和意义通过本研究，预计将得到以下成果：1.对UPFC的原理及工作机制、电力系统电压稳定控制方法进行深入研究，提高相关领域的研究水平。
2.建立UPFC在电力系统电压稳定控制中的数学模型，为相关研究提供理论基础和技术支持。
3.探讨基于UPFC的电力系统电压稳定控制方法，为电力工程实际应用提供参考和指导。
4.提高电力系统的稳定性和可靠性，保障电力供应。
五、研究进度和计划安排本研究预计采用一年时间完成，具体任务和时间安排如下：1. 第1-2个月：文献综述和UPFC原理及工作机制的研究；2. 第3-4个月：UPFC在电力系统电压稳定控制中的数学模型建立和仿真实验设计；3. 第5-8个月：UPFC电力系统电压稳定控制方法的研究和仿真实验分析；4. 第9-10个月：结合仿真实验结果，提出基于UPFC的电力系统电压稳定控制方法；5. 第11-12个月：论文撰写和论文答辩准备。
装设UPFC的电力系统电压稳定灵敏度分析
收稿日期:2009203209;修订日期:2009203218 基金项目:国家自然科学基金项目(50767001);广西壮族自治区研究生教育创新计划项目(20070808M55) 通讯联系人:龙军(19562),男,广西融安人,广西大学教授,硕士生导师;E 2mail :lj161@.文章编号:100127445(2009)022*******装设U PFC 的电力系统电压稳定灵敏度分析龙 军,周 琳,付 康(广西大学电气工程学院,广西南宁530004)摘要:统一潮流控制器(U PFC )作为一种典型的FACTS 装置,综合了FACTS 元件的多种灵活控制手段.文章中通过选取电压稳定灵敏度指标d U L /d Q L ,对比计算和分析了装设U PFC 前后整个系统和U PFC 安装节点的灵敏度值,结果表明,U PFC 能有效地提高系统的电压稳定性.运用电力系统分析工具PSA T1.3.4对WSCC -3机9节点系统进行仿真计算,结果进一步验证了文中方法的正确性和有效性.关键词:电力系统;U PFC ;电压稳定;灵敏度分析;灵敏度指标中图分类号:TM714.2;TM714.3 文献标识码:AA sensitivity analysis method for voltage stability of pow er system with UPFCLON G J un ,ZHOU Lin ,FU Kang(College of Electrical Engineering ,Guangxi University ,Nanning 530004,China )Abstract :As a typical flexible AC transmission system (FACTS )device ,unified power flow controller (U PFC )is a device for flexibly controlling the power flow of transmission line in power systems.A method is proposed for calculating the sensitivity indexes of voltage stability of power systems in the paper.In the proposed method ,the variation of voltage in a node of the power sys 2tems is compared with the variation of the reactive power ,and the ratio is used as a index for sen 2sitivity analysis of power systems.The WSCC 32machine and 92bus system is used as a example ,and is simulated in PSA T system ,with a good result in correctness and effectiveness.K ey w ords :power system ;U PFC ;voltage stability ;sensitivity analysis ;sensitivity index近年来世界上一些大电网相继发生了电压崩溃事故,电压稳定研究日益受到电力工作者的重视,人们开始致力于电压稳定的研究及稳定裕度的提高[1].为了防止电压失稳和电压崩溃事故的发生,调度运行人员最为关心的问题是:当前电力系统运行状态是不是电压稳定的,系统离崩溃点还有多远或稳定裕度到底有多大[2,3].因此,制定一个确定电压稳定程度的指标,有助于调度运行人员做出正确的判断,采取相应的对策.如今,FACTS 技术已成为提高电力系统输电系统性能的有力手段,特别是其家族中的统一潮流控制器(U PFC )可用于对系统有功、无功和电压分别进行控制,从而优化系统的运行、提高系统的暂态稳定性、阻尼系统的振荡[4].灵敏度分析方法从定性的物理概念出发,利用系统中某些量的变化关系来分析稳定问题,因为其物理概念明确,计算简单,在电压稳定研究中得到越来越广泛的应用.可用于电压稳定研究的灵敏度判据有d U L /d P L ,d Q L /d Q g ,d P Loss /d Q L ,d U L /d Q L ,d U L /d U g 等[5,6].第34卷第2期2009年4月 广西大学学报:自然科学版Journal of Guangxi University :Nat Sci Ed Vol.34No.2Apr.2009本文选取d U L /d Q L 作为灵敏度指标,通过指标的计算选择U PFC 的安装地点,分析U PFC 的装设给系统带来的诸如节点电压、灵敏度指标的影响.1 U PFC 的工作原理统一潮流控制器(U PFC )的主电路是由两个逆变器组成,并通过两个变压器接入系统,逆变器1通过变压器T 1并联接入系统,逆变器2通过变压器T 2串联接入系统.逆变器1与逆变器2通过中间的直流电容C 相连,如图1所示[7].含有U PFC 传输系统的简化原理图如图2所示.其中:U s 、U g 和U x 分别为送端、受端的电压向量和传输线电抗压降,在图2中,由于U PFC 的引入,其串联侧借助产生的可调幅值U pq (0≤U pq ≤U pq max和可调相角ρ(0≤ρ≤2π)与系统产生有功和无功的交换,于是可通过调整合适的U pq 和ρ达到控制线路潮流的目的.另外,U PFC 并联侧除了能稳定直流侧电容电压,从电网吸取有功功率补充串联侧所需要的有功功率和整个U PFC 的有功功率消耗外,它本身还可看成一个静止无功补偿器(STA TCOM ),通过调整其输出端电压的大小和相位,对并联侧接入点进行无功调节,稳定接入点的端电压.图1 UPFC 的简化模型示意图Fig.1 Schematic diagram of simple model of UPFC图2 含有UPFC 传输系统的简化原理图Fig.2 Simpleschematic diagram of transmission system with UPFC图3 UPFC 的数学模型Fig.3 Mathematical model of UPFC2 U PFC 的数学模型U PFC 的等效电路如图3所示[8].逆变器1的输出电压为U 1,超前节点电压U i 的相位为δ1;逆变器2的输出电压为U 2,超前U i 的相位为δ2.X 1、X 2分别为并联变压器T 1和串联变压器T 2的漏抗.R 1为包括逆变器1损耗和T 1损耗在内的等效电阻,R 2为包括逆变器2损耗和T 2损耗在内的等效电阻.由功率平衡关系得到直流侧电容C 两端电压u d 的变化方程,即电容C 储能的变化率等于U PFC 吸收的总的瞬时有功功率,应有:d[12Cu d 2]d t=U 1I 1cos (δ1+βi -α1)-U 2I j cos (δ2+βi -αj ),(1)d u d d t =1Cu d[U 1I 1cos (δ1+βi -α1)-U 2I j cos (δ2+βi -αj )].(2)考虑到稳态时U PFC 两侧的有功平衡,有:d u dd t=0,(3)252广西大学学报:自然科学版第34卷 则U 1I 1cos (δ1+βi -α1)=U 2I j cos (δ2+βi -αj ).(4)并联端电流I 1的表达式为:I 1∠α1=[U i ∠βi -U 1∠(βi +δ1)]/(R 1+j X 1).(5)U PFC 逆变器采用S 2PWM 技术控制U 1、U 2作为直流侧电容电压U d 的输出:U 1=k 1u d ∠(βi +δ1),(6)U 2=k 2u d ∠(βi +δ2).(7)其中:k 1,k 2分别为并联和串联换流器的调制比,其值为各自的调制波U P 和载波U T 的波峰值的比值;δ1和δ2为调制波和节点i 电压波形的相位差.3 含U PFC 的潮流计算假设U PFC 放置在线路ij 的i 侧(如图3所示).在潮流算法中,节点i 和j 的功率必然计及U PFC 的作用[9].由功率注入法:S is = U i [ I 1- U 2(Y ij +jb c /2)]3,(8)S js = U j ( U 2Y ij )3,(9)S ij = U i [- I 1+( U i + U 2- U j )Y ij +j ( U i + U 2)b c /2]3.(10)S is 和S js 分别表示U PFC 对节点i ,j 的注入功率,S ij 表示U PFC 所在线路的传输功率,由式(8)、(9)得到节点i ,j 注入有功、无功分别为:ΔP i =U i I 1cos (βi -α1)-U i U 2[G ij cos (-δ2)+(B ij +b c /2)sin (-δ2)],(11)ΔQ i =U i I 1sin (βi -α1)-U i U 2[G ij sin (-δ2)-(B ij +b c /2)cos (-δ2)],(12)ΔP j =U j U 2[G ij cos (βj -βi -δ2)]+B ij sin (βj -βi -δ2)],(13)ΔQ j =U j U 2[G ij sin (βj -βi -δ2)-B ij cos (βj -βi -δ2)].(14)由式(10)可以得到U PFC 所在线路传输的有功、无功分别为:P ij =U i 2G ij -U i U j [G ij cos (βi -βj )+B ij sin (βi -βj )]-U i I 1cos (βi -α1)+U i U 2[G ij cos (βi -δ2)+(B ij +b c /2)sin (βi -δ2)],(15)Q ij =-U i 2(B ij +b c /2)-U i U j [G ij sin (βi -βj )-B ij cos (βi -βj )]-U i I 1sin (βi -α1)+U i U 2[G ij sin (βi -δ2)-(B ij +b c /2)cos (βi -δ2)].(16)当U 2与I 1值给定时,利用式(11)～(14)求得两端节点的等效附加注入功率,并与原始节点外部注入功率相叠加,参与潮流迭代过程,即可求出具有U PFC 的电力系统潮流.4 灵敏度分析方法本文采用节点电压灵敏度指标d U L /d Q L ,其计算基本原理和数学模型表达如下.4.1 基本原理灵敏度分析方法是以潮流方程为基础,利用系统中某些量的变化关系研究系统的电压稳定性.灵敏度分析的数学方程可以写为:F (X ,U ,α)=0,(17)Y =G (X ,U ,α).(18)式中:α为独立参数量,包括线路导纳参数等不变化量;X 为状态变量,包括线路PQ 节点电压及相角、PV 节点电压相角;U 为控制变量,包括线路PQ 节点有功和无功、PV 节点有功及电压、平衡节点的电压及相角等;Y 为输出变量,包括线路PV 节点无功、平衡节点功率、线路网损等.对方程(17)和(18)中的控制变量U 求全微分,得到:5F 5X ・d X d U +5F5U=0,(19)352第2期龙 军等:装设U PFC 的电力系统电压稳定灵敏度分析d Y d U =5G 5X ・d X d U +5G5U.(20)从上两式可以得到两种灵敏度矩阵的表达式:d X d U =-5F 5X -15F5U ,(21)d Y d U =-5G 5X 5F 5X -15F 5U +5G5U.(22)矩阵元素(d X/d U )ij 和(d Y/d U )ij 分别表示第i 个状态变量X i 与第i 个输出变量Y i 对控制变量U j 的灵敏度指标值,即d X i /d U j 和d Y i /d U j .4.2 节点电压灵敏度指标计算数学模型基于潮流计算的灵敏度分析的基本方程是节点功率平衡方程[10]:P i =U i 6nj =1U j (G ij cos δij +B ij sin δij ),(23)Q i =U i 6n j =1U j (G ij sin δij -B ij sin δij ).(24)在快速计算电力系统电压稳定时,一般采用简化的U 2Q 灵敏度,将上述静态系统的功率电压可线性化为如下形式:ΔP ΔQ =J P θJ PU J Q θJ QUΔθΔU =J ΔθΔU,(25)式中:Δθ、ΔU 分别为节点电压相角和电压幅值的不平衡量;J P θ、J PU 、J Q θ、J QU 为潮流雅可比矩阵J 的子矩阵,且J P θ和J PU 为节点有功功率对电压相角和幅值的偏导,J Q θ和J QU 为节点无功功率对电压相角和幅值的偏导.在常规静态电压稳定性分析中,通常假设发电机和负荷节点有功功率不变,即令ΔP =0,由式(25)可得:ΔQ =(J QU -J Q θJ P θ-1J PU )ΔU =J r ΔU ,(26)ΔU =J -1r ΔQ .(27)上式中矩阵J r 为简化的U 2Q 雅可比矩阵,J r -1的第i 个对角元素为节点i 的U 2Q 灵敏度值.正的灵敏度值表示系统能稳定运行,该值越小系统越稳定;在系统稳定性降低时,灵敏度值增加;当系统达到稳定极限时,灵敏度值变得无穷大;相反,负的灵敏度值表示系统运行不稳定,负的灵敏度值很小时表示系统极其不稳定.5 算例分析图4 WSCC 23机9节点系统图Fig.4 Diagram of WSCC 32machine 92bus system 在系统仿真计算中,测试系统采用WSCC 23机9节点系统,负荷节点为5、6、8;2、3作为PV 节点,1为平衡节点,如图4所示.5.1 无UPFC 的系统仿真计算利用MA TLAB 及用于电力系统分析的工具箱PSA T1.3.4,采用常规潮流法对上述系统各节点电压及指标的计算结果如表1所示.数据反映节点5电压最低,其d U/d Q 指标值却最大,表明节点5为稳定性最薄弱节点,选择在节点5线路524上安装U PFC.系统中安装的U PFC 的参数如下:S N =100MVA ;U N =230kV ;f N =60Hz ;并联接入点系统参考电压U ref =1.05pu ;直流侧参考电压U dref =1.02pu.452广西大学学报:自然科学版第34卷 5.2 安装UPFC 后的系统仿真计算①不考虑负荷量的变化,计算带U PFC 的灵敏度指标,此时节点电压和灵敏度指标如表2所示.表1 WSCC9节点系统各节点灵敏度指标T ab.1 Sensitivity index of each bus in WSCC 9bus system节点节点电压/pu 灵敏度指标1 1.04000.05272 1.02500.10783 1.02500.12534 1.02580.092550.99560.14836 1.01270.14827 1.02580.12238 1.01590.14809 1.03240.1284表2 安装UPFC 后各节点灵敏度指标T ab.2 Sensitivity index of each bus with UPFC节点节点电压/pu 灵敏度指标1 1.04000.04512 1.02500.09613 1.02500.11604 1.03750.06295 1.05000.05846 1.02160.12077 1.03880.09548 1.02560.12459 1.03690.1119 ②考虑负荷的变化,所有节点的负荷功率按5%的量逐次增长至电压临界点.对比分析系统有、无U PFC 时,每次负荷增长后(至临界点)的灵敏度值,分别如表3、表4所示.表3 无UPFC 每次负荷增长(至临界点)时的灵敏度值T ab.3 Sensitivity value of each bus when load increasedto critical point without UPFC节点第1次第2次第3次第4次第5次10.05300.05370.05510.05850.072020.10890.11130.11590.12590.162830.12620.12830.13250.14190.177640.09370.09660.10240.11610.169750.15100.15750.17070.20160.322760.15040.15540.16550.18850.274070.12420.12860.13730.15740.234180.15100.15630.16700.19120.280890.12990.13340.14050.15650.2170表4 有UPFC 每次负荷增长(至临界点)时的灵敏度值T ab.4 Sensitivity value of each bus when load increasedto critical point with UPFC节点第1次第2次第3次第4次第5次第6次10.04490.04510.04550.04610.04770.053320.09680.09830.10080.10520.11420.144230.11660.11780.12010.12420.13310.164440.06210.06270.06380.06600.07090.088150.05950.06010.06120.06330.06790.082960.12100.12310.12700.13430.15030.203270.09630.09820.10160.10810.12270.173980.12580.12850.13360.14320.16450.238290.11260.11450.11780.12420.13840.18846 结 论①在不考虑负荷变化量时,系统在安装U PFC 后,除电源节点外各节点电压较原系统有了提高外,各节点的灵敏度在一定程度上有所改善.②当节点负荷量逐渐增加时,虽然各节点的灵敏度指标值比原系统均有所上升,但装设U PFC 后各节点的指标值都要比装设之前有所改善.③电力系统在装入了U PFC 之后,各PQ 节点的负荷裕度(比较表4、表5至临界点指标计算次数)比原来也有了提高.说明U PFC 在提高系统的电压稳定性方面有积极意义.参考文献:[1] 龙军,胡慧艳,庞敏,等.带SVC 电力系统电压稳定二阶指标的计算与仿真[J ].广西大学学报:自然科学版,2008,33(2):1962200.[2] 周双喜,朱凌志,郭锡玖,等.电力系统电压稳定性及其控制[M ].北京:中国电力出版社,2004:2252226.[3] 王新宝.电力系统电压稳定的研究[D ].杭州:浙江大学,2004.[4] FU ERTE 2ESQU IV EL C R ,ACHA E.Unified power flow controller :a critical com parison of Newton 2Raphson U PFCalgorithms in power flow studies [J ].IEEE Proceedings 2G eneration ,Transmission and Distribution ,1997,144(5):4372444.[5] TUAN T Q ,FANDINO J.Emergency load shedding to avoid risks of voltage instability using indicators[J ].IEEE Transon Power System ,1994,9(1):3412351.[6] 袁俊,段献忠,何仰赞.电力系统电压稳定灵敏度分析方法综述[J ].电网技术,1997,21(9):7210.[7] 徐琰,李乃湖,王海风,等.基于统一潮流控制器(U PFC )的电力系统稳态潮流控制的模型和算法[J ].电力系统及其自动化学报,1996,8(3):126.[8] 葛敏辉,石松气,周贵兴.U PFC 控制器设计原理及方案[J ].电网技术.2000,6,24(6):31233.[9] 李庚银,徐春侠,律方成,等.含FACTS 元件的电力系统潮流计算[J ].华北电力学院学报,1996,2(23):425.[10]段献忠,袁骏,何仰赞,等.电力系统电压稳定灵敏度分析方法[J ].电力系统自动化,1997,21(4):9210.(责任编辑 裴润梅)552第2期龙 军等:装设U PFC 的电力系统电压稳定灵敏度分析。
UPFC的仿真分析及其控制器设计的开题报告
UPFC的仿真分析及其控制器设计的开题报告一、选题背景大规模、高密度的电力负荷需求增加，导致电力系统面临严峻的稳定性问题，如电压稳定性、无功控制、频率稳定性等。
实现对电力系统的精确控制，提高电力系统的稳定性与可靠性是当前电力系统研究的热点和难点。
其中，集成了补偿和控制功能的柔性交流输电系统（Flexible AC Transmission System，简称FACTS）作为一种新型电力负载调节装置，在电力系统的稳定性控制和优化运行等方面展现出了重要作用。
其中，统一功率流控制器（Unified Power Flow Controller，简称UPFC）作为我国强电网上调节电力流动和引入新技术的关键装备，具有良好的电力控制能力，因此引起了研究者的广泛关注。
UPFC是由包括两个部分，即UPFC柔性交流输电装置和UPFC控制器两部分组成，为实现电力系统故障排除和灵活调节等目的提供了可能，因此UPFC 的仿真分析及其控制器设计具有重要的研究和应用价值。
二、研究思路（1）UPFC的柔性交流输电装置仿真分析UPFC柔性交流输电装置作为UPFC系统的核心部分，其主要功能是调节电力系统中的电流、电压、相位以及相位差等参数，提高电力系统的稳定性和运行性能。
为此，需要对UPFC柔性交流输电装置进行仿真分析，探究其电力控制特性和控制方法。
（2）UPFC控制器的设计与优化UPFC控制器是实现UPFC柔性交流输电装置电力控制的关键，其设计和优化决定了UPFC系统的稳定性和控制精度。
研究者需要基于UPFC柔性交流输电装置的仿真分析结果，结合实际电力系统的工作条件和特点，开展UPFC控制器的设计和优化研究，以提高系统的控制精度和性能，并为实现电力系统的优化调度提供技术支持。
三、研究内容（1）UPFC柔性交流输电装置的建模与仿真分析UPFC柔性交流输电装置是UPFC系统的核心部分，其稳定性、控制精度和运行性能直接影响整个电力系统的效能。
UPFC控制策略研究及对电力系统的影响的开题报告
UPFC控制策略研究及对电力系统的影响的开题报告
一、研究背景和目的
随着电力系统的不断发展和扩展，电力网络复杂性逐渐增加，存在着多种负荷和故障可能性。
在这种环境下，如何更好地控制和稳定电力系统是一个重要问题。
此时，利用UPFC技术对电力系统进行控制策略研究，成为研究的热点。
本文旨在研究UPFC控制策略对电力系统的影响，针对电力系统在故障状态下的稳定性、品质和功率因数等问题，提出有效控制策略，进一步推动UPFC技术的应用和提高电力系统的稳定性和可靠性。
二、研究内容和方法
（一）研究内容
1.分析UPFC基本原理和控制策略的特点。
2.研究UPFC控制策略对电力系统不同故障状态下的稳定性和品质的影响。
3.研究UPFC对电力系统的功率因数调节的影响。
4.探索UPFC在电力系统中的应用前景。
（二）研究方法
1.通过对UPFC的基本原理、控制策略和电力系统稳定性等方面的文献研究，阐述控制策略的理论基础。
2.通过模拟仿真，研究UPFC在常规电力系统、多支路电力系统和复合电力系统中的影响，并设计不同控制策略。
3.总结仿真结果和控制策略实验，得出控制策略的优缺点，并探索UPFC在电力系统中的应用前景。
三、预期成果和意义
1.研究UPFC控制策略对电力系统的影响，在提高电力系统的稳定性、品质和功率因数等方面，提供了有效方案和可行方法。
2.推动UPFC技术的广泛应用，提出开发新型UPFC控制策略的可能性，并拓展到实际工程应用。
3.深入探索UPFC在电力系统中的应用前景，对电力系统稳定运行和电力行业的发展具有重大意义。
基于UPFC的双馈风电场动态稳定性改善仿真
基于UPFC的双馈风电场动态稳定性改善仿真
肖本旺;王渝红;李兴源;欧林;张超;张彪
【期刊名称】《电测与仪表》
【年(卷),期】2015(052)023
【摘要】风速变化剧烈或发生短路故障的情况下可能会导致双馈风电场电压崩溃,从而停运甚至危及电网的安全运行.统一潮流控制器(UPFC)能够维持系统电压稳定,减少无功功率交换,提高系统的动态稳定性.在PSCAD/EMTDC中搭建了含双馈风电场和UPFC的仿真模型,通过仿真对系统故障时加入UPFC和未加入UPFC时有功、无功、电压等进行比较,验证了UPFC能够改善双馈风电场动态稳定性.
【总页数】5页(P6-10)
【作者】肖本旺;王渝红;李兴源;欧林;张超;张彪
【作者单位】四川大学电气信息学院,成都610065;四川大学电气信息学院,成都610065;四川大学电气信息学院,成都610065;重庆市电力公司电力科学研究院重庆401123;四川大学电气信息学院,成都610065;四川大学电气信息学院,成都610065
【正文语种】中文
【中图分类】TM933
【相关文献】
1.改善基于双馈感应发电机并网风电场的低电压穿越能力研究 [J], 赵海岭;王维庆;姚秀萍;常喜强
2.基于UPFC的风电场稳定性动态仿真研究 [J], 顾威;李兴源;魏巍
3.UPFC在改善双馈电机中低电压穿越能力中的应用 [J], 刘卓
4.双馈风电场并网系统中UPFC阻尼控制策略研究 [J], 李旭;刘海涛;秦高烽;张鹏;肖强
5.改善基于双馈感应发电机的并网风电场暂态电压稳定性研究 [J], 迟永宁;王伟胜;戴慧珠
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