相間功率控制器運行域的解析與調控.pdf

1、現(xiàn)代電力系統(tǒng)的互聯(lián)運行在帶來巨大經(jīng)濟、社會效益的同時也使得電網(wǎng)的結構和運行方式變得日益復雜。由于交流同步互聯(lián)相對于直流異步互聯(lián)在投資和設備制造方面存在著優(yōu)勢，使得交流同步互聯(lián)還很難全面被直流異步互聯(lián)所取代。在今后相當長的一段發(fā)展時期內(nèi)，現(xiàn)代電力系統(tǒng)中交流同步互聯(lián)方式仍然占相當比重，甚至占據(jù)主要地位。然而交流同步互聯(lián)方式也給系統(tǒng)的運行和控制造成了一系列的困難，需要采取適當?shù)拇胧┘右越鉀Q。其中，在交流聯(lián)絡線上加裝合適的潮流控制設備就是一種比

2、較經(jīng)濟可行的措施。相間功率控制器(Inter-PhasePowerController，IPC)有獨特的潮流控制魯棒性、限制短路電流和隔離故障的特性，在提高聯(lián)絡線傳輸功率、控制聯(lián)絡線潮流、減小互聯(lián)電網(wǎng)正常運行變化互相干擾和隔離互聯(lián)系統(tǒng)故障相互波及方面可以發(fā)揮積極的作用，因此有望應用于大區(qū)電網(wǎng)的交流同步互聯(lián)。然而，IPC的不同功效對參數(shù)和運行域的靈活調節(jié)也提出了更高的要求，需要從動態(tài)的角度對參數(shù)和運行域進行快速調整才能適應IPC不同功效的

3、要求。本文從運行域解析和優(yōu)化調控的角度對IPC的運行與控制的諸多問題進行了深入研究。首先，基于IPC的通用電路模型，分析了IPC穩(wěn)態(tài)電壓的基本關系。針對參數(shù)共軛條件，提出并定義了調諧型IPC(TunedInter-PhasePowerFlowController,TIPC)正常穩(wěn)態(tài)運行電壓基本可行域的概念及其基本形式，并重點解析了受端等效負荷、電容和電感的電納、移相環(huán)節(jié)參數(shù)在滿足電壓基本可行域的前提下各自應該界定的基本可行域。通過典型T

4、IPC的仿真分析，說明了不同TIPC在基本可行域方面存在的差異。以可行域的面積為性能評估指標，建立了基本可行域的性能優(yōu)化模型，并提出了域的幾種基本優(yōu)化方式。通過域的評估和優(yōu)化，可以為IPC的結構與參數(shù)設計、IPC的運行和控制提供理論和方法指導。 其次，針對常規(guī)IPC是一種靜態(tài)調節(jié)設備，雖具有魯棒潮流控制、短路電流限制和兩端電壓弱影響的良好特性，但也存在著設備過電壓與安裝點電壓容易越限、各種運行性能要求下的控制參數(shù)分散性較大、不易

5、實現(xiàn)多種運行性能的協(xié)調及運行域的快速切換等問題，提出了一種動態(tài)可控IPC(DynamicControlledInter-PhasePowerFlowerController,DCIPC)的原理結構，分析了它的4種控制策略：(1)基于系統(tǒng)全局正常運行信息的性能協(xié)調控制策略；(2)基于設備就地局部正常運行信息的性能協(xié)調控制策略；(3)基于就地局部事故狀態(tài)信息的控制策略；(4)設備投入與退出時的控制策略。在此基礎上，提出了各種控制策略對應的參

6、數(shù)協(xié)調方法以及控制系統(tǒng)的實施方案。 進一步地，分析了DCIPC改善電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的作用機理，研究了DCIPC在電力系統(tǒng)暫態(tài)過程中的動作規(guī)律。針對系統(tǒng)振蕩的不同階段，提出相應的DCIPC參數(shù)控制策略：通過bang-bang控制提高故障發(fā)生后第一搖擺的穩(wěn)定性；用模糊控制策略提供阻尼平息系統(tǒng)的后續(xù)振蕩。此策略顯著提高了DCIPC在改善電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性方面的能力。 最后，對IPC的潮流解算問題進行了分析。通過對常規(guī)節(jié)點附加