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1、新型FACTS技術【】UPFC技術是近年來由美國學者提出的新型FACTS技術，被認為是FACTS技術中最具代表性的。世界上很多國家都在進行這方面的研究，我國也有大批的高校與科研院所開展了相關的研究。文章通過介紹UPFC的原理，分析國內外的發(fā)展現(xiàn)狀，提出了UPFC今后發(fā)展的趨勢?！ 娟P鍵詞】柔性交流輸電技術（FACTS）;統(tǒng)一潮流控制器（UPFC）;無功補償 0.引言 隨著電力電子技術的發(fā)展，在電力系統(tǒng)中產生了一門新的技術，即柔性交流輸電技術（FACTS），也稱靈活交流輸電技術。FACTS技術的本質是將電力電子技術與
2、現(xiàn)在控制技術相結合，對電X的運行參數(shù)(V、I、P、Q、δ等)或運行狀態(tài)(異步互聯(lián)、潮流控制、限制短路電流等)進行快速準確的“柔性控制”，從而改進其運行性能，并提高其運行效益。目前，已經有20多種屬于FACTS技術的設備在應用或研發(fā)中，其中大多數(shù)都具有無功補償?shù)墓δ?。文中主要介紹的近年來研究火熱的統(tǒng)一潮流控制器（UPFC）技術，通過介紹其原理以及國內外的研究現(xiàn)狀，提出了今后UPFC的發(fā)展趨勢?！ ?.UPFC的原理 由圖1可知，UPFC主要由兩個三相橋式逆變器組成，兩個逆變器共用一個直流側電容。通過變壓器并聯(lián)到電X上的逆變器
3、相當于一個靜止無功發(fā)生器（SVG），而通過變壓器串聯(lián)到電X中的逆變器相當于一個靜止同步串聯(lián)補償器（SSSC）?！ ∧孀兤?利用注入的電壓Upq可實現(xiàn)UPFC的主要功能：控制電壓Upq保持為在0到Upqmax以內，并使相角α保持在0°到360°之間，通過串聯(lián)變壓器將電壓Upq疊加到線路電壓上。該接口所監(jiān)測的電壓本質上可以被認為是一個同步交流電壓源，輸電線上通過此電壓源的電流流動產生了輸電線與交流系統(tǒng)之間的有功與無功功率的交換，從而使該接口和交流系統(tǒng)之間有功及無功功率的交換。 逆變器1的基本功能是，在公用直流聯(lián)結處提供或吸收逆
4、變器2所需要的有功能量，這一直流母線的功率經換流后到交流端送入與輸電線路并聯(lián)的變壓器。逆變器1也能夠可控地產生或吸收無功功率，因此如果系統(tǒng)需要，它就能夠為線路提供無約束的并聯(lián)無功補償?！ ≌麄€系統(tǒng)通過適當增加注入電壓Upq的幅值和相角，UPFC就能夠實現(xiàn)傳統(tǒng)的電力傳輸中的無功并聯(lián)補償、串聯(lián)補償和移相功能，從而適合于靈活地調節(jié)線路有功和無功功率、阻尼系統(tǒng)振蕩、增強電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和提高輸電線路的傳輸極限。而常見的FACTS只能控制1個或者2個目標，因而UPFC成為交流輸電系統(tǒng)中最理想的控制設備?！ ?.UPFC的發(fā)展及研究現(xiàn)狀
5、 統(tǒng)一潮流控制器的概念是由美國西屋科技中心的專家GyugyiL于1992年提出的。1998年美國電力和西屋公司以及美國EPRI合作，研制了目前世界上唯一的UPFC，安裝于位于美國AEP系統(tǒng)中南部的Inez地區(qū)765/138kV電X。 目前國內外對UPFC的研究主要集中在一下幾個方面： 2.1UPFC的數(shù)學模型 UPFC的數(shù)學模型是對UPFC進行研究的基礎。它包括用于分析含UPFC裝置電力系統(tǒng)潮流的靜態(tài)模型和用于研究在電力系統(tǒng)運行參數(shù)和結構參數(shù)發(fā)生變化時UPFC裝置對電力系統(tǒng)的潮流、電壓和穩(wěn)定性進行控制的動態(tài)模型。
6、目前用于UPFC的潮流計算的模型主要有電壓源或電流源模型、功率注入模型，阻抗型模型、解耦型模型等。電壓源或電流源模型及功率注入模型主要用于UPFC早期的研究中，解耦模型能較好的描述UPFC的靜態(tài)特性，但解耦模型的應用只限于UPFC的特定運行方式，而電壓源電流源和功率注入模型則在求解時需要修改功率不平衡向量和雅可比矩陣，這將降低收斂速度。由于牛頓-拉夫遜法具有二次收斂的特性，對于含有UPFC等裝置的電力系統(tǒng)，牛頓-拉夫遜法同樣具有較好的收斂特性，并適合用于需要較精確的潮流解且規(guī)模大的電力系統(tǒng)，所以上述的UPFC的潮流計算模型絕
7、大多數(shù)都是結合牛頓-拉夫遜法來求解電X潮流的?！ ?.2UPFC的暫態(tài)過程 對UPFC的暫態(tài)過程的研究采用MATLAB、EMTDC和EMTP(電磁暫態(tài)仿真)仿真或通過動模試驗來進行，研究UPCF的控制特性、UPCF對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用、電力系統(tǒng)不同運行工況對UPFC的影響等?！ ?.3UPFC的控制策略 UPFC能夠快速調節(jié)線路潮流和控制節(jié)點電壓，抑制系統(tǒng)的功率振蕩，改善系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性，這些功能的充分發(fā)揮都必須依賴于UPFC的可靠有效的控制系統(tǒng)。所以，對UPFC控制策略的研究尤為重要?！ ≡赨PFC的早期研究中，這方
8、面的研究工作更多集中在對UPFC控制器控制變量的選取上，大致可以歸納出如下控制策略：李雅普諾夫能量函數(shù)法；PID控制；還有靜止同步串聯(lián)補償式控制；以及移相式控制；D-Q軸解耦控制策略等。另外，還有一些其它的控制方法，比如非線性控制方法、最優(yōu)控制方法等等?！ ?.結論 文章通過分析UPFC
