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电气奚〉(2012.No.1)
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文章编号:1004-289X(2012)01-0091-03
UPFC在线路故障下对系统影响分析
陈芝,李康,王敏
(西南交通大学电气学院,四川成都61003
摘要:UPC作为 FACTS设备中功能最强大的一员,既可以控制电压,又可以控制线路潮流功率,并且具有阻尼
系统振荡的功能。首先利用 Pscad软件包建立了UPFC的动态模型,并分别考虑在系统线路三相故障时未安装
UPFC和加入UPFC的情汎。研究表明UPFC可以有效减小故障后的电压跌落的幅値,对故障后线路功率具有快
速恢复特性。
关键词:UPFC; PSCAD;电压;仿真
中图分类号:TM71
文献标识码:B
Study on the Effect of UP!C under Line Fault on the Power System
CHEN Zhi-ben, LI Kang, WANG Min
(Southwest Jiaotong University Chengdu 610031, China)
Abstract: UPFC,, as one of the most powerful in F ACTS devices, can not only control the voltage, but the line flaw pow
er, and serves the function of the damping system oscilation. First, use Pscad software package to set up UPFC a dynamic
model And the conditions for unmounted UPFC and added UPEC should be separately considered when the three-phase
fault of the system line happens. The research shows that UPFC can efficiently reduce the amplitude of the voltage drop
off after a fault and is of instaneous recovery characteristic for the line power after the fault
Key words: UPFC:; PSCAD; voltage; simulation
1引言
2UPFC的基本工作原理和数学模型
UPFC是美国的工. Gyugyi于1992年首次推出的,2.1基本原理
是 FACTS家族中最具有代表性的一员,集多种控制功
将UPC看作是一台 STATCOM装置和一台SSSC
能于一体,更具灵活性?。它是由并联补偿的静止装置用直流侧并联起来,它不仅同时具备 SITATCOM
同步补偿器( STATCOM)和串联补偿的静止同步串联装置和一台SSC装置的优点,而且还具有它们不具
补偿器(SSSC)相结合组成的新型潮流控制系统,可以有的功能,即可以在四个象限运行,串联部分既可以吸
实现线路有功、无功功率的准确调节,并可以提高输送收,发出无功和无功功率,并联部分又可以作为为串联
能力和阻尼系统振荡。我国长距离输电线路众多,电部分提供有功功率的渠道,即吞吐有功功率的能力,故
网结构相对薄弱,对这一技术进行研究尤其具有重大具有非常强的控制潮流功率的能力。如图1为UPC
的现实意义。但是,UPC作为一个电力电子设备,运的原理图。
行时会改变系统的线路参数,如阻抗值和相位角等的2.2UPFC的动态数学模型
变化,某种程度上会影响线路的暂态变化。
UPFC完整的控制模型主要如图2所示。UPFC
本文利用 MATLAB强大的电力系统仿真软件包,能否完整的控制系统的潮流和电压主要取决于控制系
建立了UPC的动态模型,分别讨论了在故障情况下统的设计。并联侧和申联侧的逆变器主要是通过两个
未加人UPFC和加入UPC下的电压,潮流功率的变SPWM信号发生器产生触发脉冲作用于GTO门极驱
化情况。
动电路,最后控制串并联侧的功率。其中u、La、P
气开〉(2012.No.1
QL分别为并联节点电压、直流电容电压、线路有功和功100MW,B处负载的负荷P=50MW。
无功实际所测的量,而u,uast,Pun,Q1us为设定值。
X7∠6
∠5
UPFCF
XL
图5仿真系统图
Pte
通过大量仿真,得到最优I参数。仿真图6和7
逆变器
逆变器
分别为故障下系统未加UPFC时和加入UPFC后的电
压和潮流情况。仿真时间大概5s,三相故障加入时间
K∠0,6,
v1∠6
在2.0~2.1s。从图6可以知道线路故障作用时,无论
线路有功功率和电压都发生跌落。当线路L上发生B
图1UPFC简化原理图
相短路故障时,线路上的有功功率在2.0~2.18之间
直接从-24MW降落到-126MW,故障切除后,有功功
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率回升到-24MW;无功功率在2.0~2.1s时直接从
逆变器I
逆变
溶爱磁产说
GTO门极动电路
SPWM信号发生器
SPWM信号发生器
体陈
k↑6,f
联逆变器控制系綗庳联逆变器控制系
a
AWA
540
图2UPFC完整模型
目前,UPFC控制方法的设计主要是采用I控制。
を20り20500的2ッリ0
并联侧和串联侧的控制结构如图3和图4所示。
图6未加入UPFC的功率和B节点电压曲线
图3并联侧的控制规律图
kai+k/s
y=V+V
rk
?x?施6am,
2009a g
YTYYYY
2)
图4串联侧控制规律图
3UPFC的系统仿真与分析
图7加人UPFC后系统的功率和B节点电压曲线
20Mvar上升到120Mvar,故障切除后下降到20Mvar;
系统仿真模型建立一个含有双电源环形供电的输电压在2.0~2.1s时从200昳落到40。加上UPFC之
电系统,如图5所示。图中发电机1机端电压230kV,后,线路功率和节点电压在暂态时较未加UPFC有明
有功输出100MW,发电机2机端电压230kV,发出有
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