统一潮流控制器潮流控制策略及选址定容研究

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1、统一潮流控制器潮流控制策略及选址定容研究重庆大学硕士学位论文（专业学位）学生姓名：邱成龙指导教师：郑连清教授兼职导师：刘明忠学科门类：工程硕士（电气工程领域）重庆大学电气工程学院二O一四年五月StudyonPowerFlowControlStrategyandApplicationintheUnifiedPowerFlowControllerAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheProfessionalDegreebyQiuChenglongSupervi

2、sor:Prof.ZhengLianqingPluralisticSupervisedbyLiuMingzhongSpecialty：ElectricalEngineeringSchoolofElectricalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay2014重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要电力系统已进入大系统、超高压远距离输电、跨区域联网的新阶段，社会经济的发展促使现代电网的运行方式和管理发生变革，对其安全、稳定、高效、灵活的潮流控制要求日益提高。柔性交流输电系统（FACTS）的提出与发展，各种补偿技术的实现，

3、极大的改善了电力系统的潮流控制能力。统一潮流控制器（UPFC）作为柔性交流输电家族中最复杂也是最有吸引力的一种补偿器，能够对电力线路上的阻抗、相角及有功和无功进行任意组合控制，灵活性很强，自提出以来便得到电力工业界的广泛关注。本文主要从改进UPFC串联变换器的潮流控制器与UPFC选址定容两方面进行研究。本文首先简要介绍了统一潮流控制器的应用及研究现状，分析讨论UPFC的基本结构和工作原理，并对其并联侧变换器和串联侧变换器分别进行数学建模和控制原理的阐述。之后对UPFC的主要参数，尤其是直流侧电容的选取原则进行了总结。其次，为了改进串联侧控制器的控制效果，分析并推导了其有功和

4、无功潮流的传递函数，设计了一种变参数PI自整定控制器，采用粒子群算法对控制器参数进行寻优。在MATLAB/SIMULINK中建立单机无穷大系统模型仿真，结果表明所改进的控制方法与常规的PI控制相比，具有快速调节线路潮流，提高系统暂态稳定性的功能。最后，介绍线路有功潮流性能指数的概念，利用线路有功功率对UPFC注入电压幅值和相角的灵敏度大小来确定其最佳安装位置，并在IEEE14节点系统中利用该方法寻找最佳安装位置。对建立UPFC投资成本和收益函数的方法进行介绍，并以经济收益最大化为目标，利用鱼群算法寻找到UPFC的安装容量。关键词：统一潮流控制器，变参数PI自整定控制，粒子群

5、算法，选址定容，鱼群算法I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTThepowersystemhasenteredthenewstageoflargesystem,ultrahighvoltagelongdistancetransmission,crossregionalnetworking.Thedevelopmentofthesocialeconomychangesthemodeofoperationandmanagementofmodernpowergrid,therequirementsofthesafe,stable,efficient,flexiblepow

6、ercontrolimprovesdaybyday.WiththepresentationanddevelopmentofflexibleACtransmissionsystem(FACTS),therealizationofvariouscompensationtechniquesgreatlyimprovethecapabilityofpowerflowcontrol.AsthemostcomplexandattractivecompensatorinFACTS,unifiedpowerflowcontroller(UPFC)canobtainanycombinatio

7、nofcontrolforlineimpedance,phaseangle,activeandreactivepowerwithstrongflexibility,whichhasgainedwideattentionsinceitwasproposed.Inthispaper,UPFCisstudiedfromimprovingpowerflowcontrollerofitsseriesconverter,findingitsoptimallocationandcapacity.Firstly,thepresen