统一潮流控制器的仿真研究

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1、邵阳学院毕业设计（论文）1绪论1.1柔性交流输电技术(FACTS)技术概述1.1.1柔性交流输电技术(FACTS)技术应用背景现代电力系统出现后，一直沿着电压等级越来越高，容量和规模越来越大的方向发展。今天，己经出现了地区性、全国性、跨国性的电力系统。随着远距离输电技术的不断发展，以及经济的全球化，未来还将出现洲际互联的电力系统。现代电力系统，己经成为目前人类历史上最复杂的系统之一。为了保证电能在数量、质量、安全性和经济效益等方面的要求，满足社会生产和人民生活的需要，客观上要求现代电力生产采用发达的高压电网，将众多发电厂和众多用电区域连接成为一个整体的电力系统，以便向用户充足、安全、经济和保

2、证一定质量的连续供电。其直接表现是区域电网规模的不断增大，并且通过区域电网间的互联，形成地区联网，全国联网、跨国联网以及更大规模的联合电网，从而达到充足、可靠、优质、经济地供电。据中国电力企业联合会，于2007年1月11日的统计快报显示，2006年，中国电力装机容量突破6亿千瓦，较2005年增长约1亿千瓦。截至去年底，中国发电装机容量达到62200万千瓦，同比增长20.3%。而随着装机容量的不断快速增长，我国电网发展开始进入全面推进西电东送、南北互供和全国联网，实现更大范围资源优化配置的新阶段。全国联网的目标是优化资源配置，最终形成北、中、南三个送电通道。电力系统安全运行的挑战，主要来自于以

3、下一些方面：电力系统是一个覆盖面极广的复杂大系统，国家或者洲际电网是强非线性的高阶系统，运行调度需要互相协调，有数以百万的设备需要协调运行，需要考虑的是全局的问题；不稳定运行的复杂模式;不同形式的失稳:暂态稳定、电压稳定、频率稳定。当前，世界电力工业发展趋势依赖于市场化和放松管制，来提高电力工业的运营效率。自1990年英国率先重组电力工业建立电力市场以来，世界无论发达国家或发展中国家都纷纷效仿。目前，我国也在积极推进电力工业的市场化改革，厂网分开基本实现，发电领域竞争态势已经形成。而电力工业的市场化要求系统能对潮流进行灵活的控制，并对电力系统安全运行提出了新的挑战。此外，由于负荷和电力市场的

4、要求以及环境问题的日益严峻，使得建设新的高压输电线路所受的限制也日益增大，线路的造价费用也日益昂贵。-19-邵阳学院毕业设计（论文）为应对来自环境保护、产业调整、电力需求及电力市场等前所未有的挑战，对于电力系统传输系统而言应解决以下问题[1]。(1)增大输电能力：电力需求稳定增长，然而在地理上分布不均，可得到的电源往往远离日益增长的负荷中心，由于政策法规、环境保护及费用等因素制约，新拟建电源及线路遭到减缩，这使得提高输电能力的需求更为突出。而交流远距离输电的传输功率，受电力系统稳定性的限制，远小于导线发热所允许的极限值。不能充分利用输电线路。需要寻求新的技术手段增强暂态中对交流输电功率的可控

5、性，提高正常输电功率极限值，并确保电力系统运行的稳定性；(2)保持系统稳定：随着电力系统的联网发展，大系统中阻尼特性降低，而易于引发低频振荡，要求有有效的技术手段快速调控运行参数，抑制功率振荡。同时为防止系统无功不足电压崩溃引起电力系统重大事故，必须寻求新的技术手段调控系统节点电压和无功功率；(3)优化系统运行：因运行变化和电力市场所决定的功率输送的变化次数的快速增加，系统的控制变得更加复杂，需要对整体系统的潮流进行优化，这种优化需要在越来越大的地区内综合考虑全局的运行方式。鉴于电力系统运行特点，为了解决以上问题，需要在现有电力系统中引入各类电力变换、电力补偿和控制的技术手段，能对电力系统快

6、速变化的运行工况和运行参数实施有效的快速调控，确保电力系统在各种工况下的安全、经济、高效、优质运行。柔性交流输电系统(FACTS)，由美国电力科学研究院的著名电力专家Hingorani于1986年提出。IEEE将FACTS定义为：采用电力电子变换器或其它静止型电力电力补偿控制器，利用电力电子技术改善交流电力系统的可控性，增加交流传输功率的交流输电系统[2]。FACTS技术将电力电子技术，与现代控制技术结合以实现对电力系统电压、参数(如线路阻抗)、相位角、功率潮流的连续调节控制，从而大幅度提高输电线路输送能力和提高电力系统稳定水平，降低输电损耗。其被专家预测为“现代电力系统中三项具有变革性的前

7、沿课题之一”，也是实现电力系统安全、经济、综合控制的重要手段。FACTS-19-邵阳学院毕业设计（论文）改变了交流输电过去调节速度慢、精确化不高的控制和优化技术，从而使电力系统中影响潮流分布的三个主要电气参数：电压、线路阻抗及功率角可按照系统的需要迅速调整。在不改变网络结构的情况下，使网络的功率输送能力以及潮流和电压的可控性大为提高。FACTS技术的主要特点是：可在不对网络结构作大改变的情况下，使互联电网的主