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计及UPFC的可用输电能力研究

作　者: 宋莉
导　师: 李国庆；王振浩
学　校: 东北电力大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 电力系统可用输电能力柔性交流输电系统最优潮流
分类号: TM726
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 149次
引　用: 1次
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内容摘要

现代电力系统已发展成为大规模的交直流互联系统,受系统结构复杂、运行任务繁重、电能质量要求高,以及市场和环保等多种条件的制约,对输电网的安全、可靠及经济运行提出了越来越高的要求。而FACTS(Flexible AC Transmission System)作为一种新的解决方法,在控制电网潮流、提高系统稳定性以及传输容量方面带来了前所未有的契机。在复杂的大型互联电力系统中,如何做好系统运行安全性和经济性之间的协调,在安全性和经济性之间寻找最佳的系统运行方式无疑是系统运行人员非常关心的问题。电力系统可用输电能力(Available Transfer Capability, ATC)不仅可以显示电网运行的安全与稳定裕度,还可以为系统运行人员和电力市场参与者提供电网使用状况的准确信息,以便指导其市场行为。因此,研究计及FACTS装置的可用输电能力就显得尤为重要。广义统一潮流控制器(Generalized Unified Power Flow Controller ,GUPFC)被提出不仅可以控制节点电压,而且可同时控制多条线路或系统中某一子网络的潮流,但如果要控制不同线路之间的潮流,通常采用线间潮流控制器(Interline Power Flow Controller, IPFC)。本文利用功率注入法,建立了广义统一潮流控制器(GUPFC)和线间潮流控制器(IPFC)的数学模型,将GUPFC和IPFC的目标控制约束、运行约束及等效功率注入模型嵌入到最优潮流计算模型中,得到计及GUPFC和IPFC的ATC计算模型,并利用跟踪中心轨迹内点法对模型求解。IEEE-30节点系统的仿真计算不但显示了GUPFC对节点电压和多条线路甚至某一子网络潮流的灵活控制能力及IPFC对线间潮流的合理分配能力,而且表明了GUPFC和IPFC可以提高系统区域间的输电能力;仿真计算也验证了本文模型和算法的有效性和可行性。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-12
第1章绪论  12-20
  1.1 引言  12-13
  1.2 区域间可用输电能力的研究现状  13-19
    1.2.1 电力系统中各种因素对ATC 的影响分析  13-14
    1.2.2 可用输电能力计算  14-19
  1.3 本文的主要研究内容  19-20
第2章可用输电能力及FACTS 的基本概念  20-30
  2.1 引言  20-21
  2.2 可用输电能力的基本概念  21-25
    2.2.1 可用输电能力的定义  21-24
    2.2.2 可用输电能力计算的基本定理  24-25
  2.3 输电容量裕度  25-27
    2.3.1 输电可靠性裕度TRM  25-26
    2.3.2 容量效益裕度CBM  26-27
  2.4 FACTS 的概念、分类、应用  27-29
    2.4.1 FACTS 基本概念  27
    2.4.2 FACTS 控制器的分类及作用  27-29
  2.5 本章小结  29-30
第3章计及GUPFC 和IPFC 的ATC 计算模型的建立  30-45
  3.1 引言  30
  3.2 计及FACTS 的优化模型的变化  30-34
    3.2.1 含有FACTS 装置的潮流约束方程分析  30-32
    3.2.2 FACTS 支路的功率传输方程分析  32-34
    3.2.3 含有FACTS 的优化模型分析  34
  3.3 GUPFC 功率注入模型的建立  34-40
    3.3.1 GUPFC 节点等效注入功率  34-37
    3.3.2 GUPFC 的运行约束条件  37-38
    3.3.3 GUPFC 的目标控制约束  38-40
  3.4 IPFC 功率注入模型的建立  40-41
    3.4.1 IPFC 节点等效注入功率  40-41
    3.4.2 IPFC 的运行约束条件  41
    3.4.3 IPFC 的目标控制约束条件  41
  3.5 计及GUPFC 和IPFC 的ATC 计算模型的建立  41-44
    3.5.1 目标函数  42-43
    3.5.2 等式约束  43
    3.5.3 不等式约束  43-44
  3.6 本章小节  44-45
第4章基于跟踪中心轨迹内点法的模型求解  45-58
  4.1 引言  45
  4.2 对数障碍函数法  45-46
  4.3 拉格朗日函数法  46-47
  4.4 牛顿法  47-49
  4.5 跟踪中心轨迹内点法及ATC 求解  49-55
  4.6 影响算法的收敛性能的重要因素  55-57
  4.7 本章小节  57-58
第5章计及GUPFC 和IPFC 的ATC 计算分析  58-64
  5.1 引言  58
  5.2 GUPFC 和IPFC 安装地点的选择  58-59
  5.3 算例分析  59-63
    5.3.1 数据准备  59-60
    5.3.2 结果分析  60-63
  5.4 本章小结  63-64
结论  64-65
参考文献  65-69
攻读学位期间取得的研究成果及发表的学术论文  69-70
致谢  70-71
附录  71-75

计及UPFC的可用输电能力研究

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