含统一潮流控制器（UPFC）电网潮流收敛特性及有功环流控制研究
发布时间：2021-05-23 13:55
在电网多变运行场景下,统一潮流控制器（Unified Power Flow Controller,UPFC）根据控制目的确定其有功设定值,输电线路潮流方向可能发生变化,引起有功环流,影响电网安全经济运行,需量化有功设定值的可取范围以避免。同时随着UPFC在风电并网中应用愈来愈广泛,有功环流可能还会受到风电场出力影响,其出力不确定性将进一步影响UPFC有功设定值的可取范围。研究UPFC控制及参与电网安全经济的前提,是其精确的潮流建模。为改善潮流收敛性,需选取合理的UPFC变量初值和潮流控制目标范围。针对上述问题,基于含UPFC统一潮流模型,本文主要包括以下内容:（1）提出初值预估计的两阶段潮流算法,解决潮流收敛对UPFC变量初值敏感的问题。利用拓展雅克比矩阵,建立UPFC潮流控制目标对其串联控制变量的灵敏度模型,引入潮流约束确定潮流控制目标范围,避免因控制目标不合理引起潮流发散或串联变流器电压越限。（2）提出线路有功潮流与UPFC有功设定值的灵敏度模型,采用二阶求导确定两者间的单调性。基于牛顿法迭代修正灵敏度,可计算潮流方向对有功设定值敏感的关键线路有功为0对应的临界有功设定值,再根据受...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 UPFC潮流建模研究现状
1.2.2 环流及UPFC对其控制研究现状
1.2.3 含UPFC风电系统中不确定性的潮流算法研究现状
1.3 本文主要工作
第二章 基于初值估算和潮流可控范围的UPFC潮流收敛性
2.1 UPFC潮流模型
2.2 UPFC变量初值选取及估算
2.3 基于初值预估的两阶段潮流算法
2.4 基于灵敏度模型估计UPFC潮流控制范围
2.5 算例分析
2.5.1 两阶段潮流算法的验证
2.5.2 UPFC潮流控制范围的比较
2.6 本章小结
第三章 基于潮流灵敏度的含UPFC电网有功环流控制
3.1 UPFC造成环流的检测依据
3.2 UPFC有功设定值灵敏度建模
3.2.1 电压对UPFC有功设定值的灵敏度
3.2.2 线路有功潮流与UPFC的关系
3.3 UPFC有功设定值可取范围
3.3.1 基于牛顿法求解UPFC有功设定值范围
3.3.2 UPFC串并联变流器的协调模型
3.3.3 多个UPFC有功设定值的协调模型
3.4 基于改进的Floyd-Warshall算法确定关键线路
3.4.1 传统的Floyd-Warshall算法
3.4.2 改进的Floyd-Warshall算法
3.4.3 环流回路的检测及关键线路的确定
3.5 算例分析
3.5.1 UPFC有功设定值可取范围计算
3.5.2 UPFC电压设定值对可取范围的影响
3.5.3 多个UPFC对可取范围的影响
3.6 本章小结
第四章 计及风电场出力波动和有功环流的UPFC有功设定值可取范围
4.1 基于有功环流/设定值统一潮流的区间潮流模型
4.2 考虑风电场对环流影响的风电场/UPFC的协调模型
4.2.1 风电场出力与UPFC有功设定值的协调
4.2.2 基于有功环流/出力统一潮流确定临界出力
4.3 UPFC有功设定值范围的极值区间计算
4.3.1 区间变量初值的选取
4.3.2 算法流程
4.4 算例分析
4.4.1 确定对UPFC有功设定值敏感的关键线路
4.4.2 风电场与UPFC安装位置对出力区间的影响
4.4.3 任意风速区间内潮流计算结果
4.5 本章小结
第五章 总结和展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]特高压直流接入背景下的UPFC系统级控制策略[J]. 杨健,宋鹏程,徐政,蔡晖,谢珍建. 电力系统自动化. 2019(10)
[2]电力系统区间潮流计算方法综述[J]. 廖小兵,刘开培,乐健,朱蜀,李奔,吴强,秦亮,邓长虹. 中国电机工程学报. 2019(02)
[3]基于初值估算和潮流可控范围的UPFC潮流收敛特性研究[J]. 李生虎,汪婷,吴东,张浩. 电力自动化设备. 2018(12)
[4]基于多场景变权多目标优化的UPFC在风电并网系统中的配置方案研究[J]. 张大波,朱志鹏,连帅,杨贺钧,李兴. 电网技术. 2019(02)
[5]基于内点半定规划法的含UPFC的最优潮流[J]. 朱梓荣,卫志农,赵静波,李群,王大江,孙国强,臧海祥. 电力自动化设备. 2018(11)
[6]基于混合潮流方程的区间潮流计算方法[J]. 廖小兵,刘开培,李彧野,罗骏,吴馨,秦亮. 高电压技术. 2018(10)
[7]500kV统一潮流控制器提高大容量直流馈入系统电压稳定性的研究[J]. 祁万春,蔡晖,薛季良,彭竹弈,倪程捷,黄薇. 电测与仪表. 2018(18)
[8]基于潮流灵敏度的含UPFC电网有功环流控制[J]. 李生虎,汪婷,薛婧,张浩. 电网技术. 2018(11)
[9]并网统一潮流控制器影响系统机电振荡模式的阻尼转矩分析[J]. 任必兴,杜文娟,王海风. 电力系统自动化. 2018(17)
[10]统一潮流控制器装置级优化控制策略综述[J]. 任建文,高雯曼,申旭辉,刘建坤. 电力电容器与无功补偿. 2018(04)
硕士论文
[1]配电网合环运行电流分析及控制策略研究[D]. 蒋璧玉.西南石油大学 2016
本文编号：3202648
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 UPFC潮流建模研究现状
1.2.2 环流及UPFC对其控制研究现状
1.2.3 含UPFC风电系统中不确定性的潮流算法研究现状
1.3 本文主要工作
第二章 基于初值估算和潮流可控范围的UPFC潮流收敛性
2.1 UPFC潮流模型
2.2 UPFC变量初值选取及估算
2.3 基于初值预估的两阶段潮流算法
2.4 基于灵敏度模型估计UPFC潮流控制范围
2.5 算例分析
2.5.1 两阶段潮流算法的验证
2.5.2 UPFC潮流控制范围的比较
2.6 本章小结
第三章 基于潮流灵敏度的含UPFC电网有功环流控制
3.1 UPFC造成环流的检测依据
3.2 UPFC有功设定值灵敏度建模
3.2.1 电压对UPFC有功设定值的灵敏度
3.2.2 线路有功潮流与UPFC的关系
3.3 UPFC有功设定值可取范围
3.3.1 基于牛顿法求解UPFC有功设定值范围
3.3.2 UPFC串并联变流器的协调模型
3.3.3 多个UPFC有功设定值的协调模型
3.4 基于改进的Floyd-Warshall算法确定关键线路
3.4.1 传统的Floyd-Warshall算法
3.4.2 改进的Floyd-Warshall算法
3.4.3 环流回路的检测及关键线路的确定
3.5 算例分析
3.5.1 UPFC有功设定值可取范围计算
3.5.2 UPFC电压设定值对可取范围的影响
3.5.3 多个UPFC对可取范围的影响
3.6 本章小结
第四章 计及风电场出力波动和有功环流的UPFC有功设定值可取范围
4.1 基于有功环流/设定值统一潮流的区间潮流模型
4.2 考虑风电场对环流影响的风电场/UPFC的协调模型
4.2.1 风电场出力与UPFC有功设定值的协调
4.2.2 基于有功环流/出力统一潮流确定临界出力
4.3 UPFC有功设定值范围的极值区间计算
4.3.1 区间变量初值的选取
4.3.2 算法流程
4.4 算例分析
4.4.1 确定对UPFC有功设定值敏感的关键线路
4.4.2 风电场与UPFC安装位置对出力区间的影响
4.4.3 任意风速区间内潮流计算结果
4.5 本章小结
第五章 总结和展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]特高压直流接入背景下的UPFC系统级控制策略[J]. 杨健,宋鹏程,徐政,蔡晖,谢珍建. 电力系统自动化. 2019(10)
[2]电力系统区间潮流计算方法综述[J]. 廖小兵,刘开培,乐健,朱蜀,李奔,吴强,秦亮,邓长虹. 中国电机工程学报. 2019(02)
[3]基于初值估算和潮流可控范围的UPFC潮流收敛特性研究[J]. 李生虎,汪婷,吴东,张浩. 电力自动化设备. 2018(12)
[4]基于多场景变权多目标优化的UPFC在风电并网系统中的配置方案研究[J]. 张大波,朱志鹏,连帅,杨贺钧,李兴. 电网技术. 2019(02)
[5]基于内点半定规划法的含UPFC的最优潮流[J]. 朱梓荣,卫志农,赵静波,李群,王大江,孙国强,臧海祥. 电力自动化设备. 2018(11)
[6]基于混合潮流方程的区间潮流计算方法[J]. 廖小兵,刘开培,李彧野,罗骏,吴馨,秦亮. 高电压技术. 2018(10)
[7]500kV统一潮流控制器提高大容量直流馈入系统电压稳定性的研究[J]. 祁万春,蔡晖,薛季良,彭竹弈,倪程捷,黄薇. 电测与仪表. 2018(18)
[8]基于潮流灵敏度的含UPFC电网有功环流控制[J]. 李生虎,汪婷,薛婧,张浩. 电网技术. 2018(11)
[9]并网统一潮流控制器影响系统机电振荡模式的阻尼转矩分析[J]. 任必兴,杜文娟,王海风. 电力系统自动化. 2018(17)
[10]统一潮流控制器装置级优化控制策略综述[J]. 任建文,高雯曼,申旭辉,刘建坤. 电力电容器与无功补偿. 2018(04)
硕士论文
[1]配电网合环运行电流分析及控制策略研究[D]. 蒋璧玉.西南石油大学 2016
本文编号：3202648
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