[發明專利]一種UPFC控制器間交互影響的規范型評估方法

有效

• 申請號: 201610176217.7
• 申請日: 2016-03-25
• 公開（公告）號: CN105656042B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 周濤;羅建裕;蘇田宇;陳中;任必興
• 申請（專利權）人: 江蘇省電力公司;東南大學;華北電力大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;G06F17/50
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 黃成萍

本發明公開了一種UPFC控制器間交互影響的規范型評估方法，用于評定UPFC控制器間交互影響的強弱程度。其技術方案是：在穩態運行點對電力系統非線性系統狀態方程泰勒級數展開，并保留二階非線性項；進一步進行若當變換、規范型變換，計算非線性交互影響指標；在比較不同工況下非線性交互影響指標后，得出最終結論。本發明的UPFC控制器間交互影響分析方法，可以在直流電壓控制器、交流電壓控制器、潮流控制器不同狀態(開環或閉環)下，對UPFC各控制器間交互影響強弱進行量化分析，為保證UPFC正常運行提供依據。

技術領域

本發明涉及一種UPFC控制器間交互影響的規范型評估方法，屬于電力系統控制技術。

背景技術

統一潮流控制器(Unified Power Flow Controller，UPFC)通常是由兩個電壓源型換流器(VSC)組成的，它們共用一個直流電容，一側通過耦合變壓器并聯到母線上，主要用來維持母線電壓穩定，一側通過耦合變壓器串聯到線路中，主要用來控制線路潮流，合理調節系統有功和無功的流動，提高線路的傳輸能力。

目前，UPFC控制器主要采用的是基于同步旋轉dq坐標系的控制方法。并聯換流器的輸出電流i_E被分解為i_Ed和i_Eq兩個分量，通過控制d軸分量i_Ed用來控制直流電容兩側的電壓，通過控制q軸分量i_Eq用來控制并聯換流器接入點的母線電壓；串聯換流器注入系統的電流i_B被分解成i_Bd和i_Bq，線路傳輸的有功功率P由q軸分量i_Bq控制，線路傳輸的無功功率Q有d軸分量i_Bd控制。采用PI調節器的控制器比較常見，而采用神經網絡、模糊控制等方案雖然在理論上有較好的控制效果，但由于缺乏實踐的驗證，在工程應用上比較少見。若UPFC控制器間存在較強的交互影響，將影響UPFC控制器的正常運行以及系統穩定性。

規范型理論(Normal Form)，是一種非常強大的數學工具，廣泛用于研究電力系統的模式交互分析、系統穩定域研究及其控制器設計。因此可以利用規范型理論評估UPFC控制器間的交互影響。規范型理論描述如下：

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種UPFC控制器間交互影響的規范型評估方法，依據電力系統的非線性方程，應用規范型理論，得到非線性交互指標，并進行UPFC控制器間交互影響的量化分析，可以用于定量分析UPFC控制器之間交互影響的強弱。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種UPFC控制器間交互影響的規范型評估方法，依據系統非線性狀態方程，利用規范型理論，分別計算不同工況下含UPFC控制器的系統非線性交互影響指標，比較不同工況下系統非線性交互影響指標的大小，進而判斷UPFC控制器間交互影響的強弱，具體包括如下步驟：

(1)收集系統中發電機與勵磁系統參數、輸電線路參數和UPFC參數，計算當前工況下狀態變量與代數變量的穩態值，得到當前工況下含UPFC控制器的系統非線性狀態方程：

其中：x＝[x₁ x₂ … x_i … x_n]，x_i是系統的第i個狀態變量，是x的一階導數；f(x)＝[f₁ f₂ … f_i … f_n]，f_i是f(x)中的第i個方程；

(2)對含有UPFC控制器的系統非線性狀態方程在穩態點進行泰勒級數展開，并保留到二階非線性項，可以得到：