發(fā)布時間：2019-04-24 12:02

【摘要】：統(tǒng)一潮流控制器(UPFC)作為一種功能強(qiáng)大的FACTS器件,具有多種控制模式,能夠?qū)�路潮流、阻抗和母線電壓進(jìn)行靈活的調(diào)節(jié)與控制,近些年得到了廣泛的關(guān)注。然而,當(dāng)UPFC被設(shè)置在不合理的控制模式和控制目標(biāo)時,UPFC的控制作用將可能給系統(tǒng)的靜態(tài)安全帶來隱患。因此,為了充分發(fā)揮UPFC的控制作用,挖掘現(xiàn)有電網(wǎng)輸電潛力,提高系統(tǒng)的靜態(tài)安全性,實現(xiàn)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)安全運行,需要對含UPFC的電力系統(tǒng)的潮流優(yōu)化和靜態(tài)安全預(yù)防控制進(jìn)行研究。本文針對以上問題展開了如下相關(guān)研究:(1)研究了 UPFC的選址和含UPFC電力系統(tǒng)的潮流優(yōu)化問題。由于UPFC的安裝位置直接影響著UPFC潮流調(diào)節(jié)能力,本文首先基于的UPFC直流潮流功率注入模型,提出了一種簡便有效的UPFC選址方法,并在IEEE30測試系統(tǒng)中確定了 UPFC的安裝位置。然后,以提高系統(tǒng)運行經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo),建立含UPFC的潮流優(yōu)化模型,采用粒子群算法求解,并比較了 UPFC安裝前后系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)損耗情況。計算表明,優(yōu)化后的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)損耗和運行費用得到明顯降低,同時UPFC對降低系統(tǒng)網(wǎng)損具有一定的幫助。(2)提出了一種考慮UPFC控制模式的潮流計算方法,并基于該方法分析了 UPFC的控制模式對系統(tǒng)的靜態(tài)安全性的影響。UPFC具有定功率控制、相角調(diào)節(jié)控制、電壓調(diào)節(jié)控制和阻抗補(bǔ)償控制四種常見的控制模式,通過分析以上控制模式的控制特性,建立了 UPFC各個控制模式下的潮流計算方法。在此基礎(chǔ)上,通過計算UPFC采用各種控制模式下系統(tǒng)發(fā)生N-1故障時的潮流分布,分析了 UPFC控制模式對系統(tǒng)靜態(tài)安全的影響。計算結(jié)果表明UPFC的控制模式對系統(tǒng)潮流具有較大影響,選擇合適的控制模式,將對系統(tǒng)的靜態(tài)安全性提高具有一定的幫助。(3)提出了一種考慮UPFC控制模式的UPFC靜態(tài)安全預(yù)防控制方法,并進(jìn)一步在含UPFC系統(tǒng)潮流優(yōu)化中考慮靜態(tài)安全預(yù)防控制,綜合優(yōu)化系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和靜態(tài)安全性。為了提高系統(tǒng)的靜態(tài)安全性,以正常狀態(tài)下系統(tǒng)過載情況、N-1后系統(tǒng)過載情況以及系統(tǒng)靜態(tài)安全裕度三級評價指標(biāo)構(gòu)成最后的目標(biāo)函數(shù),在UPFC運行參數(shù)的優(yōu)化模型中增加加N-1靜態(tài)安全約束和UPFC控制模式的選擇,形成UPFC靜態(tài)安全預(yù)防控制方法;然后,將電力系統(tǒng)的潮流優(yōu)化與N-1預(yù)防控制相結(jié)合,構(gòu)造綜合反映系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和安全性目標(biāo)函數(shù),并考慮N-1靜態(tài)安全約束以及UPFC控制模式的選擇,建立優(yōu)化模型,計算表明優(yōu)化后的系統(tǒng)參數(shù)、UPFC控制參數(shù)以及控制模式,能夠有效的改善系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和靜態(tài)安全水平。
[Abstract]:As a powerful FACTS device, the unified power flow controller (UPFC) has many control modes. It can adjust and control line power flow, impedance and bus voltage flexibly, and has been paid more and more attention in recent years. However, when UPFC is set in unreasonable control mode and control target, the control effect of UPFC may bring hidden trouble to the static security of the system. Therefore, in order to give full play to the control role of UPFC, tap the transmission potential of the existing power grid, improve the static security of the system, and realize the economic and safe operation of the system, It is necessary to study the power flow optimization and static security prevention and control of power system with UPFC. The main contents of this paper are as follows: (1) the location of UPFC and power flow optimization of power system with UPFC are studied. Because the installation position of UPFC directly affects the ability of UPFC power flow regulation, this paper presents a simple and effective UPFC location method based on the UPFC DC power flow power injection model, and determines the installation location of UPFC in the IEEE30 test system. Then, in order to improve the economic performance of the system, a power flow optimization model with UPFC is established and solved by particle swarm optimization (PSO) algorithm, and the network losses of the system before and after installation of UPFC are compared. The calculation shows that the network loss and operation cost of the optimized system are obviously reduced, and the UPFC is helpful to reduce the network loss of the system. (2) A power flow calculation method considering the UPFC control mode is proposed. Based on this method, the influence of the control mode of UPFC on the static security of the system is analyzed. It has four common control modes: constant power control, phase angle control, voltage regulation control and impedance compensation control. By analyzing the control characteristics of the above control modes, the power flow calculation methods under each control mode of UPFC are established. On the basis of this, the influence of UPFC control mode on the static security of the system is analyzed by calculating the power flow distribution of the system under various control modes. The calculation results show that the control mode of UPFC has a great influence on the power flow of the system, and the appropriate control mode is selected. It will be helpful to improve the static security of the system. (3) A UPFC static safety prevention and control method considering UPFC control mode is proposed, and the static safety preventive control is further considered in the power flow optimization of the system with UPFC. Comprehensive optimization of the economy and static security of the system. In order to improve the static security of the system, the final objective function is composed of the overload condition of the system under the normal state, the overload condition of the system after N ~ (1) and the three-level evaluation index of the static safety margin of the system. The static security control method of UPFC is formed by adding the static security constraint and the selection of UPFC control mode in the optimization model of UPFC operation parameters. Then, combining the power flow optimization with the prevention and control of the power system, the optimization model is established, which reflects the economic and security objective functions of the system, and considers the static security constraints of the power system and the choice of the UPFC control mode. The calculation shows that the optimized system parameters, UPFC control parameters and control mode can effectively improve the economy and static safety level of the system.
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM744

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本文編號：2464431