相間功率控制器運(yùn)行域的解析與調(diào)控.pdf

1、現(xiàn)代電力系統(tǒng)的互聯(lián)運(yùn)行在帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益的同時(shí)也使得電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式變得日益復(fù)雜。由于交流同步互聯(lián)相對(duì)于直流異步互聯(lián)在投資和設(shè)備制造方面存在著優(yōu)勢(shì)，使得交流同步互聯(lián)還很難全面被直流異步互聯(lián)所取代。在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段發(fā)展時(shí)期內(nèi)，現(xiàn)代電力系統(tǒng)中交流同步互聯(lián)方式仍然占相當(dāng)比重，甚至占據(jù)主要地位。然而交流同步互聯(lián)方式也給系統(tǒng)的運(yùn)行和控制造成了一系列的困難，需要采取適當(dāng)?shù)拇胧┘右越鉀Q。其中，在交流聯(lián)絡(luò)線上加裝合適的潮流控制設(shè)備就是一種比

2、較經(jīng)濟(jì)可行的措施。相間功率控制器(Inter-PhasePowerController，IPC)有獨(dú)特的潮流控制魯棒性、限制短路電流和隔離故障的特性，在提高聯(lián)絡(luò)線傳輸功率、控制聯(lián)絡(luò)線潮流、減小互聯(lián)電網(wǎng)正常運(yùn)行變化互相干擾和隔離互聯(lián)系統(tǒng)故障相互波及方面可以發(fā)揮積極的作用，因此有望應(yīng)用于大區(qū)電網(wǎng)的交流同步互聯(lián)。然而，IPC的不同功效對(duì)參數(shù)和運(yùn)行域的靈活調(diào)節(jié)也提出了更高的要求，需要從動(dòng)態(tài)的角度對(duì)參數(shù)和運(yùn)行域進(jìn)行快速調(diào)整才能適應(yīng)IPC不同功效的

3、要求。本文從運(yùn)行域解析和優(yōu)化調(diào)控的角度對(duì)IPC的運(yùn)行與控制的諸多問(wèn)題進(jìn)行了深入研究。首先，基于IPC的通用電路模型，分析了IPC穩(wěn)態(tài)電壓的基本關(guān)系。針對(duì)參數(shù)共軛條件，提出并定義了調(diào)諧型IPC(TunedInter-PhasePowerFlowController,TIPC)正常穩(wěn)態(tài)運(yùn)行電壓基本可行域的概念及其基本形式，并重點(diǎn)解析了受端等效負(fù)荷、電容和電感的電納、移相環(huán)節(jié)參數(shù)在滿足電壓基本可行域的前提下各自應(yīng)該界定的基本可行域。通過(guò)典型T

4、IPC的仿真分析，說(shuō)明了不同TIPC在基本可行域方面存在的差異。以可行域的面積為性能評(píng)估指標(biāo)，建立了基本可行域的性能優(yōu)化模型，并提出了域的幾種基本優(yōu)化方式。通過(guò)域的評(píng)估和優(yōu)化，可以為IPC的結(jié)構(gòu)與參數(shù)設(shè)計(jì)、IPC的運(yùn)行和控制提供理論和方法指導(dǎo)。 其次，針對(duì)常規(guī)IPC是一種靜態(tài)調(diào)節(jié)設(shè)備，雖具有魯棒潮流控制、短路電流限制和兩端電壓弱影響的良好特性，但也存在著設(shè)備過(guò)電壓與安裝點(diǎn)電壓容易越限、各種運(yùn)行性能要求下的控制參數(shù)分散性較大、不易

5、實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)行性能的協(xié)調(diào)及運(yùn)行域的快速切換等問(wèn)題，提出了一種動(dòng)態(tài)可控IPC(DynamicControlledInter-PhasePowerFlowerController,DCIPC)的原理結(jié)構(gòu)，分析了它的4種控制策略：(1)基于系統(tǒng)全局正常運(yùn)行信息的性能協(xié)調(diào)控制策略；(2)基于設(shè)備就地局部正常運(yùn)行信息的性能協(xié)調(diào)控制策略；(3)基于就地局部事故狀態(tài)信息的控制策略；(4)設(shè)備投入與退出時(shí)的控制策略。在此基礎(chǔ)上，提出了各種控制策略對(duì)應(yīng)的參

6、數(shù)協(xié)調(diào)方法以及控制系統(tǒng)的實(shí)施方案。 進(jìn)一步地，分析了DCIPC改善電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的作用機(jī)理，研究了DCIPC在電力系統(tǒng)暫態(tài)過(guò)程中的動(dòng)作規(guī)律。針對(duì)系統(tǒng)振蕩的不同階段，提出相應(yīng)的DCIPC參數(shù)控制策略：通過(guò)bang-bang控制提高故障發(fā)生后第一搖擺的穩(wěn)定性；用模糊控制策略提供阻尼平息系統(tǒng)的后續(xù)振蕩。此策略顯著提高了DCIPC在改善電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性方面的能力。 最后，對(duì)IPC的潮流解算問(wèn)題進(jìn)行了分析。通過(guò)對(duì)常規(guī)節(jié)點(diǎn)附加