多端统一潮流控制器的研究

【摘要】：在电力系统中，由一端向多端供电的情况并不少见，如果要对其进行综合潮 流控制，可以用以下2种方法：① 在供电端与各受电端间分别装设统一潮流控制 器(UPFC)，假设受电端有N个，则共需N台IJPFC：② 在供电端与受电端间装设 一台多端统一潮流控制器(M-UPFC)。为了研究上的方便，论文主要以二端统一 潮流控制器(T-UPFC)(当N=2时)为研究对象，就其模型的建立以及控制器的设计 等问题进行了较为深入细致的分析讨论，提出了相应的实用模型和控制方案，并 通过仿真进行了研究。 由于M-UPFC一般用于高压输电线，其功率等级要求很高。在综合研究大功率 变换器的基础上，本文选择了一种适合于M-UPFC的变换器--基于二极管箝位的 多电平变换器，并对其拓朴进行了一些改进。 针对目前输出建模方法和拓扑建模方法的不足，通过引入开关函数的概念，本 文建立了T-UPFC的可反映装置内部开关特性和运行机理的开关函数数学模型，较 原有输出模型更具有一般性。 构建了T-UPFC的动态模型，充分考虑了T-UPFC内部的调节过程，计及了 T-UPFC逆变器的调制过程以及直流电容的充放电过程。 本文将模糊神经网络(FNN)与改进遗传算法(IGA)结合起来用于T-UPFC的控 制设计。由于模糊神经网络不需要对象的准确模型，它以分布的方式存储信息， 利用网络的拓朴结构和权值分布实现非线性映射，在神经网络框架下引入模糊规 则，使网络中的权值有明显的意义，且保留了神经网络的学习机制。对权值的学 习采用改进的遗传算法，可避免BP算法极易陷入局部最优值的缺点，以及传统 遗传算法存在的未成熟收敛的缺点。 系统仿真表明，在频率波动较大情况下，本文所设计的T-UPFC能很好地抑 制后续摆的振荡，有效、快速地抑制系统后续摆的振荡，从而提高了系统的动态 稳定性。