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UPFC交互影响分析及控制器协调设计

颜楠楠  
【摘要】:随着电力系统的发展和对系统运行要求的不断提高,FACTS技术的应用越来越广泛。统一潮流控制器UPFC是新一代的灵活交流输电装置,综合了多种控制功能于一身。但是强大的多控制功能所带来的问题之一就是各个控制器间的交互影响及协调设计问题。本论文围绕这一课题在以下几个方面展开了深入研究: 本文首先简要介绍了灵活交互输电系统的研究现状,提出了利用灵活交互输电技术,特别是统一潮流控制器以满足电力系统安全稳定运行的迫切需求。系统全面综述了目前已发现的FACTS控制器间的交互影响及分析方法,并对FACTS协调控制策略进行了分类。 其次,介绍了奇异值分解法的基本理论,提出可以定量评价系统交互影响程度的指标,条件数κ和交互角θ,对含有UPFC的SMIB系统进行测试。为进一步研究电力系统中FACTS控制器间的交互影响及协调设计问题奠定了基础。 接着,以统一潮流控制器UPFC为研究对象,简要介绍了其动态数学模型和控制策略,并在多机电力系统中推导了装有UPFC的Philips—Heffron数学模型。综述了目前研究FACTS元件装设地点的常用方法,引入基于SVD的交互影响分析方法可以定量的评价各控制器间的交互强烈程度。将所提出的方法应用到新英格兰10机39节点系统,通过计算得出UPFC合理的安装位置,SVD理论分析及时域仿真结果基本一致,验证了所提分析方法的有效性。 最后,将UPFC多功能控制器的协调问题转化为一多目标优化问题,采用多目标粒子群优化算法(MOPSO)优化控制器参数,并引入模糊机制从Pareto解集中选择最佳折衷解。为验证算法的有效性,与多目标进化算法进行比较,研究结果显示所提出的算法能够快速收敛,产生良好分布的Pareto解集。时域仿真验证采用所提出的协调控制策略可以得到满意的控制性能。


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