含FACTS元件的电力系统概率暂态稳定评估

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1、摘要柔性交流输电系统(FlexibleACTransmissionSystem)作为一种将现代大功率电力电子技术、计算机技术和现代控制技术应用于电力系统的新型综合技术，它可以为电力系统的运行提供强大、灵活的潮流调节能力，为电力系统的稳定提供强有力的支撑。本文根据电力系统运行中的随机性和不确定特性，在基于非序贯蒙特卡罗概率仿真算法的基础上，建立了含FACTS元件的电力系统概率暂态稳定评估体系．并给出了量化的评价指标，主要完成了如下几方面的工作：(1)在详细研究了各种FACTS元件的模型和控制器特性后．在交流系统可靠性评估理论基础上，利用概率暂态评估的框架．采用非序贯蒙特卡罗概率仿真算法，建立

2、了完整的含FACTS元件的电力系统概率暂态稳定评估体系，并通过算例系统的计算，验证了所采用算法的正确性、合理性和实用-陛。(2)详细地对几种典型FACTS元件(HⅥ)c、UPFC、TCSC、ASVG等)的模型、调节方式以及紧急控制措施等相关问题进行了数学建模和计算仿真．并从概率分析的角度出发，利用概率风险指标，就其对电力系统暂态稳定的影响，进行了量化分析与评价。(3)通过将UPFC分解成不同的子系统，分别建立了各子系统的可靠性评估模型。通过不同的组合后，建立了UPFC的整体状态空间图和等效模型，采用C语言和MATLAB相结合的编程方法，完成了UPFC的可靠性建模和仿真。(4)详细研究了直流

3、输电系统中换流器的运行特性．从换相电压不对称的角度出发，进一步考虑了整流器和逆变器实际运行中的具体差异，完善了换流器的改进准稳态模型的仿真分析。同时，通过对换流器的换相角和实际熄弧角的计算，研究了直流系统的换相失败机理，并给出了相应的程序流程框图和相关的的计算实例，研究结果证明了文中所提方法是可行的、合理的。(5)在详细研究了由电压源型换流器(VSC)技术、绝缘栅双极晶体管(IGBT)组成的轻型直流输电系统(HVDCLight)的运行机理和特性分析后，利用PSCAD／EMⅡ)C仿真软件构建了HVDCLight的电磁暂态仿真模型，研究了不同的故障模式下，HVDCLight的电磁暂态特性，给出

4、了相应的仿真结果。(6)研究了UPFC的工作原理，在利用MATLAB仿真软件的基础上，采用常规的PID控制方式，详细地对UPFC的动态特性进行分析，并对其对相邻并联支路的影响进行了仿真研究。同时，在基于实数编码遗传算法的基础上，对UPFC的PID控制器的参数进行了优化整定计算，并通过单机无穷大系统验证了参数优化后的仿真结果。．(7)详细研究了传统交流系统中发电机模型、负荷模型、继电保护、低频减载和低压减载等不同的元件模型和稳定控制措施的数学建模及计算机模拟，并通过算例定量评价了上述不同元件模型和控制措施的效果．完善了交流系统的概率暂态稳定评估理论。关键词：FACTS，电力系统，暂态稳定性，

5、概率分析，蒙特卡罗仿真ABSlRACTFlexibleACTransmissionSystem(FACTS)isanewintegratedtechnologycomposedofthemodemlargepowerelectronictechnolo母',computertechnologyandmodemcontroltechnology．ItcanprovidenotonlystrongandflexibleabilityinpowerflowcontrolbutalsothestrongsustainwithpowersystemstabiUty．Basedonthestochas

6、ticanduncertainperformanceofpowetsystemsandtheNon-sequentialMonte-Carlosamplingalgorithm,thepmbabilistietransientstabilityforpowersystemswithFACTSisanalyzedinthepaper．Thispapercoiltributesthefollowingaspects：(1)AfterinvestigationthemodelsandcontrollersdynamiccharacteristicsofFACTS，itbuildsthewhole

7、pmbabillstictransientstabilityevaluationforpowersystemswithFACTS，basedontheACsystemsprobabilistictheoriesandadoptedtheNon-sequentialMonte-Carloprobabilisticsamplingalgorithm．Itprovesthecorrects,resonablityandprac