含FACTS元件的电力系统潮流计算模型与算法的研究

摘要

随着电力市场化和电力负荷的不断增长，以及对电力系统安全性的更加重视，以大功率电力电子器件为基础的柔性交流输电技术己经成为人们研究的热点。柔性交流输电装置能对电力系统进行灵活、快速的控制，提高电网的输电能力，增强系统的经济性、可靠性和安全性，使电力系统正朝着较高可控性的方向发展。建立相应的、正确且合适的稳态潮流计算模型是对各种FACTS装置研究和控制的基础。 本文首先简单介绍了FACTS的定义、作用和分类，接着介绍了几种有发展前途的主要FACTS装置的基本工作原理。对这些FACTS元件，国内外已经提出了它们的多种等效电路和潮流计算模型，相应的算法也被发展。本文对这些模型和算法作了比较详细的分析和比较，并讨论了在含FACTS元件的电网中影响潮流计算速度和收敛性能的主要因素，指出了此研究领域当前存在和需要解决的问题。通过对以上FACTS元件的基本原理和等效电路的分析，本文提出了一种新的FACTS元件的稳态模型和潮流计算方法，详细阐述了该模型和算法的原理，以及推导过程。该模型基于功率注入法，考虑了所在线路的对地电纳，且直观、简单、通用，适用于FACTS元件的多种运行方式和所有的FACTS设备。该算法主要是与快速解偶算法相结合，算法的求解速度快、便于编程实现；通过选择等效节点附加注入功率作为新增加的状态变量，容易确定FACTS元件控制参数和系统状态变量的较佳初始条件，改善了收敛性能。最后，以含UPFC的5节点系统和IEEE-30节点系统作为试验系统进行实例仿真计算，本文模型和算法的准确性、快速性和可靠性得到验证。

目录

文摘

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第1章绪论

1.1选题背景及其意义

1.2国内外在该领域的研究现状

1.3本文的主要工作

第2章FACTS元件概述

2.1 FACTS元件的定义

2.2 FACTS元件的作用

2.3 FACTS元件的分类

2.4几种主要FACTS元件的基本工作原理

2.4.1 SVC的基本工作原理

2.4.2 STATCOM的基本工作原理

2.4.3 TCSC的基本工作原理

2.4.4 SSSC的基本工作原理

2.4.5 TCPST的基本工作原理

2.4.6 UPFC的基本工作原理

2.5 FACTS技术的应用

第3章FACTS元件的常见稳态潮流计算模型和算法

3.1并联型FACTS装置的潮流计算模型

3.2串联型和综合型FACTS装置的潮流计算模型

3.2.1电源型模型

3.2.2功率注入型模型

3.2.3阻抗型模型

3.2.4变压器型模型

3.2.5解偶型模型

3.3含FACTS元件的电网潮流计算方法

3.3.1交替迭代法

3.3.2联立求解法

3.4含FACTS元件的电网潮流计算模型与算法特点

第4章一种新的含FACTS元件的潮流计算模型和算法

4.1 FACTS元件稳态潮流模型和算法的要求

4.2一种新的含UPFC的潮流计算模型和算法

4.2.1 UPFC的等效电路

4.2.2 UPFC的功率注入模型

4.2.3含UPFC的潮流计算

4.3新的UPFC潮流计算模型在其它FACTS元件上的应用

4.3.1 TCPST的新模型

4.3.2 SSSC和TCSC的新模型

4.3.3 STATCOM和SVC的新模型

第5章算例分析

5.1算法流程

5.2 5节点系统

5.3 IEEE30节点系统

结论

参考文献

致谢

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