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考虑统一潮流控制器的电力系统优化潮流研究

武智慧  
【摘要】:柔性交流输电(FACTS)技术通过控制电力电子器件进而可以为交流输电系统提供实时、准确和灵活的潮流控制。统一潮流控制器(Unified power flow controller,简称UPFC)作为其中最具代表性的FACTS控制器,同时具有并联补偿、串联补偿、移相等功能,自从它的概念提出以来,就一直受到各国学者的重视。研究含有统一潮流控制器的电力系统优化潮流问题对现代智能电网具有重要的意义。 本文首先对含有统一潮流控制器的电力系统最优潮流问题进行了概述与总结,分析了统一潮流控制器的工作原理和等效电路模型,在此基础上,基于网络等值给出了统一潮流控制器在电网分析中的稳态模型。 根据上述稳态模型,建立了含有统一潮流控制器的电网优化模型,并提出一种新型的算法来求解含有统一潮流控制器的电力系统最优潮流问题,即将含有统一潮流控制器的电力系统最优潮流计算问题分解为内外两层交替求解的分解算法:外层基于禁忌搜索,通过调用内层优化计算,来实现统一潮流控制器有功功率整定值的优化;内层优化计算是在确定的统一潮流控制器有功功率整定值的条件下,采用现有的数值类最优潮流计算方法,对等值后的电力网络进行优化计算,从而确定统一潮流控制器的无功、电压整定值和系统的最优发电模式。根据上述计算得到的统一潮流控制器的最优控制目标整定值和系统的运行状态,进而可以得到统一潮流控制器的最优控制参数。最后编写程序对3节点和IEEE30节点算例进行了有效性的验证。 在统一潮流控制器的研究基础上,进一步研究了多端统一潮流控制器(Multi-terminal unified power flow controller,简称M-UPFC)的工作原理与等效电路模型,基于网络等值建立了多端统一潮流控制器在电网分析中的稳态模型。根据稳态模型建立了含有多端统一潮流控制器的电网优化模型,基于此优化模型,将上述新型分解算法推广到求解含有多端统一潮流控制器的电力系统最优潮流问题,同样编程对IEEE-30节点算例进行了计算与分析,验证了分解算法的有效性。


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