统一潮流控制器的运行特性及控制策略的研究

摘要

随着电力系统结构的日益复杂，柔性交流输电系统（FACTS）得到了广泛关注。由于统一潮流控制器（UPFC）能综合控制输电线路中的幅值、相位与阻抗，如何在实际应用中通过UPFC来灵活地调节传输线路上的潮流，成为国内外学者研究的重点。目前，在UPFC控制策略的研究上，取得了一定的成果，同时在也存在一些待解决的问题。因此，作者根据之前的研究成果，着重研究了UPFC在输电线路中的控制策略。论文的具体工作主要包括以下几个部分：
　　首先，论文简要介绍了UPFC的基本结构及组成，然后分别从串并联两部分分析其运行原理和工作模式，并推导出UPFC控制线路潮流的基本参数；在此基础上，通过线路电压、功率平衡，然后推导出UPFC约束条件，用拓扑建模法建立了串并联两部分的数学模型；最后，采用交叉解耦的控制策略来控制并联部分，交叉耦合的控制策略来控制串联部分。
　　其次，论文通过引入串联部分提供给系统的有功功率作为反馈量，直接作用在并联部分上，实现了串并联部分的协同控制，从而在潮流变化时可以获得更小的DC-link电压波动；并且针对串联部分交叉耦合响应速度慢的缺点，论文提出了一种改进的模糊PI控制的解决方案，给出了模糊PI控制器的详细设计步骤。
　　最后，论文利用Matlab/Simulink建立了UPFC的仿真模型，分别在输电系统稳态和三相短路暂态情况下，对不同的UPFC控制策略进行了仿真。仿真结果表明，当传输线路的潮流突变时，带功率反馈的UPFC控制器的DC-link电压波动比较小；模糊PI控制下的UPFC稳态与暂态的响应速度比传统的PI控制要快，超调更小，对线路潮流的控制也更加精准，系统的鲁棒性更强。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题的背景与意义

1.2 课题的国内外研究现状

1.3 本文的主要工作

第2章 UPFC的结构与基本原理

2.1 UPFC的结构及其基本原理

2.2 UPFC的工作原理

2.3 基于UPFC的潮流控制

2.4本章小结

第3章 UPFC运行特性及控制策略研究

3.1 UPFC的稳态运行

3.2 并联侧VSC的分析

3.3 串联侧VSC的分析

3.4 UPFC的仿真与分析

3.5 本章小结

第4章 UPFC模糊控制策略的研究

4.1 模糊PI控制简介

4.2 UPFC的模糊PI控制策略的研究

4.3 UPFC的模糊PI控制仿真与分析

4.4 本章小结

第5章 总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果