統(tǒng)一潮流控制器的最佳配對(duì)及阻尼系統(tǒng)振蕩的研究.pdf

1、　　統(tǒng)一潮流控制器(UPFC)是靈活交流輸電(Flexible AC Transmission System,簡(jiǎn)稱FACTS)技術(shù)的一種,其基本思想是用一種統(tǒng)一的可控硅裝置,通過控制量的變化,就能分別或同時(shí)實(shí)現(xiàn)并聯(lián)補(bǔ)償,串聯(lián)補(bǔ)償和移相等幾種不同功能。UPFC正因?yàn)槠涔δ軓?qiáng)大,從它的概念剛提出開始,就引起了各國學(xué)者的重視。
　　本文以研究UPFC的動(dòng)態(tài)特性為主要目標(biāo),在其數(shù)學(xué)模型的建立、各內(nèi)部控制器間的相互作用及阻尼系統(tǒng)振蕩能力等三

2、個(gè)方面開展了研究工作。
　　首先論文綜述了FACTS和UPFC的研究現(xiàn)狀及在工程中的應(yīng)用情況,介紹了本課題的研究背景,即利用大功率電力電子器件快速調(diào)節(jié)系統(tǒng)潮流,阻尼系統(tǒng)功率振蕩,從而達(dá)到提高線路輸送能力,增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的需求。建立了UPFC的動(dòng)態(tài)模型和潮流模型,這種模型可以減少單個(gè)UPFC內(nèi)部控制器的相互影響。研究了UPFC內(nèi)部控制器的控制策略,同時(shí)為了減小不同控制器間的相互作用,推導(dǎo)了UPFC直流電容連接器上通過的有功功率P_B

3、的表達(dá)式。推導(dǎo)了包含單個(gè)UPFC的單機(jī)無窮大系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,同時(shí)利用改進(jìn)歐拉法對(duì)方程進(jìn)行求解；提出了將微分方程線性化的方法,同時(shí)設(shè)計(jì)了UPFC內(nèi)部控制器并進(jìn)行了仿真分析,結(jié)果表明UPFC不同控制器間存在負(fù)的相互作用。為檢測(cè)引起UPFC不同控制通道間相互作用的原因,提出了一條判定準(zhǔn)則,即在控制器輸入輸出配對(duì)關(guān)系正確的前提下,UPFC不同控制通道間的相互作用主要取決于UPFC的初始設(shè)定值或控制器的增益調(diào)節(jié),并利用仿真驗(yàn)證了這個(gè)準(zhǔn)則,同時(shí)得出了

4、UPFC內(nèi)部控制器的最佳配對(duì)關(guān)系。建立了裝有UPFC的單機(jī)無窮大系統(tǒng)Phillips-Heffron模型,并利用阻尼轉(zhuǎn)矩分析分析了UPFC向系統(tǒng)提供阻尼轉(zhuǎn)矩的機(jī)理。利用相位補(bǔ)償法設(shè)計(jì)了阻尼控制器,并利用可控性指標(biāo)、仿真分析以及特征值分析對(duì)UPFC輸入信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化,得出最佳控制量是m_B和δ_E兩個(gè)控制量,而以m_B較為好一些,同時(shí)提出了兩個(gè)信號(hào)共同作用的雙阻尼控制器。仿真結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的UPFC阻尼控制器不僅對(duì)單機(jī)無窮大系統(tǒng)有很好的系