現(xiàn)代配電網(wǎng)中統(tǒng)一潮流控制器的優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展與全國聯(lián)網(wǎng)進程的推進，電力系統(tǒng)步入大系統(tǒng)、超高壓遠距離輸電、跨國跨區(qū)域聯(lián)網(wǎng)的新階段，同時現(xiàn)代電網(wǎng)的管理模式與運行方式發(fā)生了很大改變，對電網(wǎng)潮流控制的安全性、穩(wěn)定性、靈活性、高效性提出了更高的要求。柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)采用現(xiàn)代控制、計算機技術(shù)及電力電子技術(shù)解決此類問題，通過補償技術(shù)靈活控制交流輸電系統(tǒng)中電壓、電抗和相角等參數(shù)，直接控制交流輸電系統(tǒng)的潮流，滿足系統(tǒng)安全性與穩(wěn)定性的要求，增加系統(tǒng)吞吐容量與輸送功

2、率。
　　區(qū)別于輸電系統(tǒng)，配電線路電阻不再遠小于電抗，因此不能忽略電阻參數(shù)對線路潮流的影響。同時，大量分布式電源的滲透使配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)愈發(fā)復(fù)雜，并且其隨機性對配電網(wǎng)的沖擊影響也不容忽略。為充分利用配電網(wǎng)的特點、應(yīng)對配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化，建設(shè)現(xiàn)代智能配電網(wǎng)成為當(dāng)今電力發(fā)展的必然趨勢。將FACTS技術(shù)應(yīng)用于配電網(wǎng)，形成柔性配電技術(shù)，使得現(xiàn)代配電網(wǎng)具有電能質(zhì)量高，響應(yīng)速度快，控制靈活，安全高效等特點。統(tǒng)一潮流控制器(UPFC)是通用性最好的F

3、ACTS設(shè)備，設(shè)計控制性能優(yōu)越的UPFC應(yīng)用于配電網(wǎng)，對解決當(dāng)今配電網(wǎng)存在的問題具有重大意義。本文對配電網(wǎng)中的UPFC進行了優(yōu)化設(shè)計。
　　首先，依據(jù)UPFC的結(jié)構(gòu)，推導(dǎo)出UPFC在配電網(wǎng)中輸送功率特性，從理論上得到UPFC可以明顯的提升輸送功率。依據(jù)UPFC在配電網(wǎng)中串聯(lián)側(cè)和并聯(lián)側(cè)的不同的運行機理，一般對并聯(lián)側(cè)采取簡單PI控制即可實現(xiàn)維持并聯(lián)接入點母線電壓及直流側(cè)電容電壓的目的;串聯(lián)側(cè)則采用不需精確數(shù)學(xué)模型的模糊PI控制來調(diào)節(jié)串

4、聯(lián)注入電壓，以實現(xiàn)調(diào)節(jié)控制線路有功、無功潮流的目的。
　　其次，依據(jù)智能控制方法與傳統(tǒng)控制的相結(jié)合的思想，提出對UPFC的串聯(lián)側(cè)應(yīng)用基于人工魚群算法(AFSA)的模糊PI控制。對人工魚群算法的優(yōu)化過程進行詳細說明。該方法可以在給定范圍內(nèi)搜索最優(yōu)值，快速穩(wěn)定優(yōu)化模糊PI控制中的量化因子與比例因子，進而優(yōu)化控制器參數(shù)，達到提高時變、非線性復(fù)雜電力系統(tǒng)的輸電能力和穩(wěn)定性的目的。
　　再次，為驗證UPFC在簡單配電網(wǎng)中的應(yīng)用性與優(yōu)越

5、性，在PSCAD/EMTDC環(huán)境下搭建含UPFC的簡單系統(tǒng)模型，在MATLAB環(huán)境下建立控制器仿真模型，通過PSCAD/EMTDC-MATLAB接口進行配電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)仿真。仿真結(jié)果表明采用ASFA模糊PI控制的UPFC系統(tǒng)調(diào)節(jié)響應(yīng)速度快、迭代次數(shù)少、收斂速度快、超調(diào)小，明顯提高了系統(tǒng)潮流的跟蹤控制能力，改善了系統(tǒng)的靜態(tài)與暫態(tài)穩(wěn)定性。
　　最后，將優(yōu)化后的UPFC應(yīng)用在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，進行仿真分析。仿真結(jié)果表明，優(yōu)化后的UPF