[發明專利]一種分布式潮流控制器的機電暫態模型與仿真方法

有效

• 申請號: 201710318710.2
• 申請日: 2017-05-08
• 公開（公告）號: CN107093901B
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 黃涌;趙紅生;喬立;徐秋實;唐愛紅;高夢露;陳強;金英雷;邵云露;熊杰;鄭蒙;王少榮;劉滌塵
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網湖北省電力公司;武漢理工大學;華中科技大學;武漢大學
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 劉秋芳

本發明公開了一種分布式潮流控制器的機電暫態模型與仿真方法，該模型包括標準測試系統，DPFC串聯側自定義模型和DPFC并聯側自定義模型。本發明根據分布式潮流控制器的工作原理，對電力系統進行潮流分析時，運用計及內部3次諧波動態能量交換的注入電流法思想，調節分布式潮流控制器對電力網絡接口節點的注入電流，實現線路潮流和母線電壓的控制功能。本發明通過推導出計及內部3次諧波動態能量交換的分布式潮流控制器串并聯側向線路兩端節點注入的等效電流的數學模型，適用于電力系統機電暫態分析的仿真過程，為深入研究DPFC的性能和特性提供方法，為DPFC裝置的效能分析提供模型依據。

技術領域

本發明涉及電力系統運行與控制技術，尤其涉及一種分布式潮流控制器的機電暫態模型與仿真方法。

背景技術

隨著電力系統及輸電技術的發展，輸電電壓等級不斷提高，輸電距離不斷增長，電網結構日趨復雜，電網傳輸容量及需求也不斷增大，同時，電磁環網的存在和潮流的自然分布往往使得電網的關鍵輸電斷面在正常及事故后存在潮流分布不均的現象，限制了斷面整體輸送能力，導致出現了一方面需要增加輸電通道提升輸電能力，另一方面現有電網線路的輸電能力又得不到充分利用的矛盾局面，尋求一種提高輸電能力的潮流控制方法極其緊迫。

統一潮流控制器(unified power flow controller，UPFC)是目前功能最為強大的潮流控制裝置，它通過對電力系統的線路阻抗、電壓相角和電壓幅值進行調節可同時或獨立地實現電力系統母線電壓、線路有功功率潮流、無功功率潮流和系統穩定的控制。但是由于其成本及可靠性問題其推廣應用受到了限制。研究一種既具有UPFC的強大功能，其可靠性和成本又能被電力系統廣泛接受的潮流控制裝置，對我國電力經濟持續發展有著極為重要的意義。

分布式潮流控制器(distributed power flow controller，DPFC)將UPFC原有結構中通過直流電容連接的串并聯變流器分開，并利用分布式靜止串聯補償器(distributedstatic series compensator，DSSC)的思想將串聯側分布化，在該拓撲結構基礎上，通過3次諧波在串并聯變流器之間交換有功功率從而達到綜合調節線路潮流的目的。DPFC并聯側由兩個背靠背的變流器組成，變流器1為三相變流器，變流器2為單相變流器，二者由一個公共直流電容相連。通過一個耦合變壓器將電網電壓接入到變流器1的交流側，變流器1吸收電網的有功功率來穩定直流電容電壓；變流器2輸出一定大小的三次諧波電流，該電流經由首端Y-△變壓器Y側的中性點均勻分布到輸電線路中。串聯側根據其控制器的指令，一方面吸收線路上的三次諧波電流，用以維持自身電容電壓的穩定；另一方面按照實際的功率補償需求，產生一定幅值和相位的基頻交流電壓，串聯變流器電壓和線路首端電壓疊加在一起，以此來改變線路的潮流。由于三次諧波電流被變壓器△側阻隔，無法流通，因而經過末端Y-△變壓器Y側的中性點接地后形成回路。

但是，目前涉及DPFC的拓撲結構、控制方法、安裝方法等的研究成果相對較少，建模方法的研究成果更少，為研究DPFC裝置的機電暫態特性和控制效果，先進行DPFC機電暫態模型的研究是非常有必要的。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于針對現有技術中的缺陷，提供一種分布式潮流控制器的機電暫態模型與仿真方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種分布式潮流控制器的機電暫態模型，包括：

標準測試系統，用于為分布式潮流控制器模型提供信號輸入；所述信號包括：被控線路實際運行的有功功率P_L和無功功率Q_L，線路首端電壓幅值V_s，送電端節點電壓V_s的相角θ_s，受電端節點電壓的幅值V_m和相角θ_m；