CN203368029U - 基于facts的广义统一潮流控制器 - Google Patents

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CN2013203850193U
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宋莉
陈文福
王永杰
陈向东
李昕
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State Grid Corp of China SGCC
State Grid Tianjin Electric Power Co Ltd
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State Grid Tianjin Electric Power Co Ltd
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/10—Flexible AC transmission systems [FACTS]

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Abstract

本实用新型涉及一种基于FACTS的广义统一潮流控制器，其主要技术特点是：包括节点、输电线路、三个可控电压源，两条输电线路与节点相连接，一个可控电压源与节点并联在一起，该可控电压源提供或吸收有功功率并为输电线路提供能量支持以及进行无功补偿，另外两个可控电压源分别串联在输电线路上，用于吸收、发出无功功率或有功功率。本实用新型设计合理，通过并联电压源可以控制节点电压，并控制多条线路或系统中某一个子网络的潮流，通过两个串联电压源可以控制输电线路的有功功率，从而实现不同线路间潮流的合理分配，与现有的统一潮流控制器相比，具有更强大的控制能，提高了系统可用输电能力。

Description

基于FACTS的广义统一潮流控制器
技术领域
本实用新型属于输电系统技术领域，尤其是一种基于FACTS的广义统一潮流控制器。
背景技术
在传统的发、输、供电一体化模式下，区域间的TTC和ATC仅仅是系统调度员调度时的一个参考信息，可以被用来了解系统目前运行状态离稳定约束的距离。而在电力市场环境下，输电能力是所有电力市场参与者进行交易活动所必须了解的重要参数，当出现电力市场运转后，电网中将出现频繁的输电交易，而输电网的实时状态对整个电力市场交易的进行至关重要，因此，必须对所有输电线路的传输极限进行比以往更加频繁的计算，同时也要及时将结果公布到电力市场中，使交易各方能够做出正确的判断和计划。可以这样讲，输电能力在电力市场中不仅是电网的一个技术指标，同时也反映了电网输电容量的市场信号，它在引导市场交易、充分利用输电容量等方面都起着积极的作用。
由于环境保护、土地使用等因素的限制及新的电力市场竞争机制，迫切需要利用现有的输电网络输送更多的电力，以便最大限度地降低运行成本，提高系统的运行与经济效益，增强竞争能力。21世纪的输电系统运行将承担更大的来自环境保护和电力市场等方面的压力，这些压力所产生的需求可以概括为以下三个方面：
1、增大输电能力：以电力市场机制推进较快的美国为例，已有2/3的发电量是由发电公司先卖到批发市场，然后再转卖给用户。从1990年开始，大约有2/3原来拟建的新线路因环保等要求而被缩减。这样，一方面输送需求增大，另一方面线路建设缩减的局面使提高输电能力的要求更为突出。据美国EPRI估计，很多输电走廊都将运行于现有的稳定极限附近。
2、保持系统稳定：严重的电力系统事故会给广大供电区内的社会生活造成严重的损害，如交通中断、停水停电、通讯瘫痪、金融流通受到破坏、精密加工工艺过程受损、计算机信息丢失等，直接影响用户的正常用电。因此，如何在电力系统被迫更长距离输送更多电力的同时仍能保持系统稳定性，就成为调度运行人员的另一重要任务。
3、优化系统运行：因运行条件变化和电力市场所决定的功率输送的变化次数快速增加，系统控制变得更为复杂，需要对整体系统的潮流进行优化。这种优化需要在越来越大的地区内综合考虑全局运行的情况。此外，电力市场要求系统通过一特定的“合同路径”去控制电力流向，要求电网对潮流控制有更高的驾驭能力，而这在交流输电系统中是很难做到的，因为其中每一“路径”的电力都是由其他所有输电线的电气特性决定的。
针对上述需求应运而生的柔性交流输电系统(Flexible Alternate CurrentTransmission System，FACTS)技术，从根本上改变了交流输电网过去只依靠机械型、慢速、间断及不精确的控制和优化技术措施的局面。FACTS装置为交流输电网提供了快速、连续和精确的控制以及优化潮流的能力，同时，在不改变系统发电模式和网络拓扑结构的前提下，可以利用统一潮流控制器（UPFC）来改善系统的稳定性，提高系统的输电能力，并在一定程度上缓解系统的阻塞状况。现有的统一潮流控制器通常只有一个并联电压源和一个串联电压源，只能控制节点电压和一条线路的潮流，不能实现不同线路间潮流的合理分配。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、稳定性高并且能够实现线路间潮流合理分配的基于FACTS的广义统一潮流控制器。
本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种基于FACTS的广义统一潮流控制器，包括节点、输电线路、三个可控电压源，两条输电线路与节点相连接，一个可控电压源与节点并联在一起，该可控电压源提供或吸收有功功率并为输电线路提供能量支持以及进行无功补偿，另外两个可控电压源分别串联在输电线路上，用于吸收、发出无功功率或有功功率。
而且，所述的可控电压源为换流器。
本实用新型的优点和积极效果是：
本实用新型包括一个并联电压源和两个串联电压源，通过并联电压源可以控制节点电压，并控制多条线路或系统中某一个子网络的潮流，通过两个串联电压源可以控制输电线路的有功功率，从而实现不同线路间潮流的合理分配。本实用新型与现有的统一潮流控制器只能控制单条线路的潮流相比，具有更强大的控制能，提高了系统可用输电能力。
附图说明
图1是本实用新型的电路方框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述：
一种基于FACTS的广义统一潮流控制器（GUPFC），如图1所示，包括节点、输电线路、三个可控电压源，两条输电线路与节点相连接，一个可控电压源（Vsh）与节点并联在一起，另外两个可控电压源（Vseij、Vseik）分别串联在输电线路上，通过三个可控电压源控制并联节点电压和两条输电线路的有功功率和无功功率。其中，串联可控电压源既可以吸收、发出无功功率，也可以吸收、发出有功功率，实现广义统一潮流控制器（GUPFC）的主要功能，即控制补偿电压幅值与相角的大小，相当于可控的同步电压源；并联的可控电压源可以提供或吸收有功功率，为串联部分提供能量支持以及进行无功补偿，即为串联部分的有功功率提供通道。在本实施例中，可控电压源使用换流器实现可控电压源的功能，在实际应用中，GUPFC可根据需要含有多换流器，以实现对多条线路的潮流控制。
本实用新型将GUPFC等效为一个并联可控电压源和两个串联可控电压源的组合，通过研究GUPFC的节点等效功率注入模型，将系统的调节作用等效为对节点的注入功率。本实用新型不仅考虑发电容量约束、负荷容量约束、节点电压约束及线路热极限约束等静态安全性约束之外，还增加了新的状态变量和约束条件，具有稳定的收敛性和极强的处理不等式约束的能力。
需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。

Claims (2)

1.一种基于FACTS的广义统一潮流控制器，其特征在于：包括节点、输电线路、三个可控电压源，两条输电线路与节点相连接，一个可控电压源与节点并联在一起，该可控电压源提供或吸收有功功率并为输电线路提供能量支持以及进行无功补偿，另外两个可控电压源分别串联在输电线路上，用于吸收、发出无功功率或有功功率。
2.根据权利要求1所述的基于FACTS的广义统一潮流控制器，其特征在于：所述的可控电压源为换流器。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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