含統(tǒng)一潮流控制器(UPFC)電網(wǎng)潮流收斂特性及有功環(huán)流控制研究
發(fā)布時間:2021-05-23 13:55
在電網(wǎng)多變運行場景下,統(tǒng)一潮流控制器(Unified Power Flow Controller,UPFC)根據(jù)控制目的確定其有功設(shè)定值,輸電線路潮流方向可能發(fā)生變化,引起有功環(huán)流,影響電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行,需量化有功設(shè)定值的可取范圍以避免。同時隨著UPFC在風(fēng)電并網(wǎng)中應(yīng)用愈來愈廣泛,有功環(huán)流可能還會受到風(fēng)電場出力影響,其出力不確定性將進一步影響UPFC有功設(shè)定值的可取范圍。研究UPFC控制及參與電網(wǎng)安全經(jīng)濟的前提,是其精確的潮流建模。為改善潮流收斂性,需選取合理的UPFC變量初值和潮流控制目標(biāo)范圍。針對上述問題,基于含UPFC統(tǒng)一潮流模型,本文主要包括以下內(nèi)容:(1)提出初值預(yù)估計的兩階段潮流算法,解決潮流收斂對UPFC變量初值敏感的問題。利用拓展雅克比矩陣,建立UPFC潮流控制目標(biāo)對其串聯(lián)控制變量的靈敏度模型,引入潮流約束確定潮流控制目標(biāo)范圍,避免因控制目標(biāo)不合理引起潮流發(fā)散或串聯(lián)變流器電壓越限。(2)提出線路有功潮流與UPFC有功設(shè)定值的靈敏度模型,采用二階求導(dǎo)確定兩者間的單調(diào)性;谂nD法迭代修正靈敏度,可計算潮流方向?qū)τ泄υO(shè)定值敏感的關(guān)鍵線路有功為0對應(yīng)的臨界有功設(shè)定值,再根據(jù)受...
【文章來源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 UPFC潮流建模研究現(xiàn)狀
1.2.2 環(huán)流及UPFC對其控制研究現(xiàn)狀
1.2.3 含UPFC風(fēng)電系統(tǒng)中不確定性的潮流算法研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要工作
第二章 基于初值估算和潮流可控范圍的UPFC潮流收斂性
2.1 UPFC潮流模型
2.2 UPFC變量初值選取及估算
2.3 基于初值預(yù)估的兩階段潮流算法
2.4 基于靈敏度模型估計UPFC潮流控制范圍
2.5 算例分析
2.5.1 兩階段潮流算法的驗證
2.5.2 UPFC潮流控制范圍的比較
2.6 本章小結(jié)
第三章 基于潮流靈敏度的含UPFC電網(wǎng)有功環(huán)流控制
3.1 UPFC造成環(huán)流的檢測依據(jù)
3.2 UPFC有功設(shè)定值靈敏度建模
3.2.1 電壓對UPFC有功設(shè)定值的靈敏度
3.2.2 線路有功潮流與UPFC的關(guān)系
3.3 UPFC有功設(shè)定值可取范圍
3.3.1 基于牛頓法求解UPFC有功設(shè)定值范圍
3.3.2 UPFC串并聯(lián)變流器的協(xié)調(diào)模型
3.3.3 多個UPFC有功設(shè)定值的協(xié)調(diào)模型
3.4 基于改進的Floyd-Warshall算法確定關(guān)鍵線路
3.4.1 傳統(tǒng)的Floyd-Warshall算法
3.4.2 改進的Floyd-Warshall算法
3.4.3 環(huán)流回路的檢測及關(guān)鍵線路的確定
3.5 算例分析
3.5.1 UPFC有功設(shè)定值可取范圍計算
3.5.2 UPFC電壓設(shè)定值對可取范圍的影響
3.5.3 多個UPFC對可取范圍的影響
3.6 本章小結(jié)
第四章 計及風(fēng)電場出力波動和有功環(huán)流的UPFC有功設(shè)定值可取范圍
4.1 基于有功環(huán)流/設(shè)定值統(tǒng)一潮流的區(qū)間潮流模型
4.2 考慮風(fēng)電場對環(huán)流影響的風(fēng)電場/UPFC的協(xié)調(diào)模型
4.2.1 風(fēng)電場出力與UPFC有功設(shè)定值的協(xié)調(diào)
4.2.2 基于有功環(huán)流/出力統(tǒng)一潮流確定臨界出力
4.3 UPFC有功設(shè)定值范圍的極值區(qū)間計算
4.3.1 區(qū)間變量初值的選取
4.3.2 算法流程
4.4 算例分析
4.4.1 確定對UPFC有功設(shè)定值敏感的關(guān)鍵線路
4.4.2 風(fēng)電場與UPFC安裝位置對出力區(qū)間的影響
4.4.3 任意風(fēng)速區(qū)間內(nèi)潮流計算結(jié)果
4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)和展望
5.1 總結(jié)
5.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況
【參考文獻】:
期刊論文
[1]特高壓直流接入背景下的UPFC系統(tǒng)級控制策略[J]. 楊健,宋鵬程,徐政,蔡暉,謝珍建. 電力系統(tǒng)自動化. 2019(10)
[2]電力系統(tǒng)區(qū)間潮流計算方法綜述[J]. 廖小兵,劉開培,樂健,朱蜀,李奔,吳強,秦亮,鄧長虹. 中國電機工程學(xué)報. 2019(02)
[3]基于初值估算和潮流可控范圍的UPFC潮流收斂特性研究[J]. 李生虎,汪婷,吳東,張浩. 電力自動化設(shè)備. 2018(12)
[4]基于多場景變權(quán)多目標(biāo)優(yōu)化的UPFC在風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)中的配置方案研究[J]. 張大波,朱志鵬,連帥,楊賀鈞,李興. 電網(wǎng)技術(shù). 2019(02)
[5]基于內(nèi)點半定規(guī)劃法的含UPFC的最優(yōu)潮流[J]. 朱梓榮,衛(wèi)志農(nóng),趙靜波,李群,王大江,孫國強,臧海祥. 電力自動化設(shè)備. 2018(11)
[6]基于混合潮流方程的區(qū)間潮流計算方法[J]. 廖小兵,劉開培,李彧野,羅駿,吳馨,秦亮. 高電壓技術(shù). 2018(10)
[7]500kV統(tǒng)一潮流控制器提高大容量直流饋入系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的研究[J]. 祁萬春,蔡暉,薛季良,彭竹弈,倪程捷,黃薇. 電測與儀表. 2018(18)
[8]基于潮流靈敏度的含UPFC電網(wǎng)有功環(huán)流控制[J]. 李生虎,汪婷,薛婧,張浩. 電網(wǎng)技術(shù). 2018(11)
[9]并網(wǎng)統(tǒng)一潮流控制器影響系統(tǒng)機電振蕩模式的阻尼轉(zhuǎn)矩分析[J]. 任必興,杜文娟,王海風(fēng). 電力系統(tǒng)自動化. 2018(17)
[10]統(tǒng)一潮流控制器裝置級優(yōu)化控制策略綜述[J]. 任建文,高雯曼,申旭輝,劉建坤. 電力電容器與無功補償. 2018(04)
碩士論文
[1]配電網(wǎng)合環(huán)運行電流分析及控制策略研究[D]. 蔣璧玉.西南石油大學(xué) 2016
本文編號:3202648
【文章來源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 UPFC潮流建模研究現(xiàn)狀
1.2.2 環(huán)流及UPFC對其控制研究現(xiàn)狀
1.2.3 含UPFC風(fēng)電系統(tǒng)中不確定性的潮流算法研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要工作
第二章 基于初值估算和潮流可控范圍的UPFC潮流收斂性
2.1 UPFC潮流模型
2.2 UPFC變量初值選取及估算
2.3 基于初值預(yù)估的兩階段潮流算法
2.4 基于靈敏度模型估計UPFC潮流控制范圍
2.5 算例分析
2.5.1 兩階段潮流算法的驗證
2.5.2 UPFC潮流控制范圍的比較
2.6 本章小結(jié)
第三章 基于潮流靈敏度的含UPFC電網(wǎng)有功環(huán)流控制
3.1 UPFC造成環(huán)流的檢測依據(jù)
3.2 UPFC有功設(shè)定值靈敏度建模
3.2.1 電壓對UPFC有功設(shè)定值的靈敏度
3.2.2 線路有功潮流與UPFC的關(guān)系
3.3 UPFC有功設(shè)定值可取范圍
3.3.1 基于牛頓法求解UPFC有功設(shè)定值范圍
3.3.2 UPFC串并聯(lián)變流器的協(xié)調(diào)模型
3.3.3 多個UPFC有功設(shè)定值的協(xié)調(diào)模型
3.4 基于改進的Floyd-Warshall算法確定關(guān)鍵線路
3.4.1 傳統(tǒng)的Floyd-Warshall算法
3.4.2 改進的Floyd-Warshall算法
3.4.3 環(huán)流回路的檢測及關(guān)鍵線路的確定
3.5 算例分析
3.5.1 UPFC有功設(shè)定值可取范圍計算
3.5.2 UPFC電壓設(shè)定值對可取范圍的影響
3.5.3 多個UPFC對可取范圍的影響
3.6 本章小結(jié)
第四章 計及風(fēng)電場出力波動和有功環(huán)流的UPFC有功設(shè)定值可取范圍
4.1 基于有功環(huán)流/設(shè)定值統(tǒng)一潮流的區(qū)間潮流模型
4.2 考慮風(fēng)電場對環(huán)流影響的風(fēng)電場/UPFC的協(xié)調(diào)模型
4.2.1 風(fēng)電場出力與UPFC有功設(shè)定值的協(xié)調(diào)
4.2.2 基于有功環(huán)流/出力統(tǒng)一潮流確定臨界出力
4.3 UPFC有功設(shè)定值范圍的極值區(qū)間計算
4.3.1 區(qū)間變量初值的選取
4.3.2 算法流程
4.4 算例分析
4.4.1 確定對UPFC有功設(shè)定值敏感的關(guān)鍵線路
4.4.2 風(fēng)電場與UPFC安裝位置對出力區(qū)間的影響
4.4.3 任意風(fēng)速區(qū)間內(nèi)潮流計算結(jié)果
4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)和展望
5.1 總結(jié)
5.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況
【參考文獻】:
期刊論文
[1]特高壓直流接入背景下的UPFC系統(tǒng)級控制策略[J]. 楊健,宋鵬程,徐政,蔡暉,謝珍建. 電力系統(tǒng)自動化. 2019(10)
[2]電力系統(tǒng)區(qū)間潮流計算方法綜述[J]. 廖小兵,劉開培,樂健,朱蜀,李奔,吳強,秦亮,鄧長虹. 中國電機工程學(xué)報. 2019(02)
[3]基于初值估算和潮流可控范圍的UPFC潮流收斂特性研究[J]. 李生虎,汪婷,吳東,張浩. 電力自動化設(shè)備. 2018(12)
[4]基于多場景變權(quán)多目標(biāo)優(yōu)化的UPFC在風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)中的配置方案研究[J]. 張大波,朱志鵬,連帥,楊賀鈞,李興. 電網(wǎng)技術(shù). 2019(02)
[5]基于內(nèi)點半定規(guī)劃法的含UPFC的最優(yōu)潮流[J]. 朱梓榮,衛(wèi)志農(nóng),趙靜波,李群,王大江,孫國強,臧海祥. 電力自動化設(shè)備. 2018(11)
[6]基于混合潮流方程的區(qū)間潮流計算方法[J]. 廖小兵,劉開培,李彧野,羅駿,吳馨,秦亮. 高電壓技術(shù). 2018(10)
[7]500kV統(tǒng)一潮流控制器提高大容量直流饋入系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的研究[J]. 祁萬春,蔡暉,薛季良,彭竹弈,倪程捷,黃薇. 電測與儀表. 2018(18)
[8]基于潮流靈敏度的含UPFC電網(wǎng)有功環(huán)流控制[J]. 李生虎,汪婷,薛婧,張浩. 電網(wǎng)技術(shù). 2018(11)
[9]并網(wǎng)統(tǒng)一潮流控制器影響系統(tǒng)機電振蕩模式的阻尼轉(zhuǎn)矩分析[J]. 任必興,杜文娟,王海風(fēng). 電力系統(tǒng)自動化. 2018(17)
[10]統(tǒng)一潮流控制器裝置級優(yōu)化控制策略綜述[J]. 任建文,高雯曼,申旭輝,劉建坤. 電力電容器與無功補償. 2018(04)
碩士論文
[1]配電網(wǎng)合環(huán)運行電流分析及控制策略研究[D]. 蔣璧玉.西南石油大學(xué) 2016
本文編號:3202648
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