UPFC在电力系统应用中的仿真研究开题报告

1. 研究目的与意义

为了保证电能在数量、质量、安全性和经济效益等方面的要求，满足社会生产和人民生活的需要，客观上要求现代电力生产采用发达的高压电网，将众多发电厂和众多用电区域连接成为一个整体的电力系统，以便向用户充足、安全、经济和保证一定质量的连续供电。

作为第三代混合型柔性交流输电系统(flexible ac transmission system， facts)装置之一，统一潮流控制器(upfc)是目前功能最为强大的facts控制器，具有强大的调节电压和潮流的能力，它使得电力系统稳态性能和动态性能都能得到显著的提升。

upfc多种facts技术的灵活控制手段，是facts技术中功能最强大的装置，它最基本的特点之一是注入系统的无功是其本身装置控制和产生的，但注入系统的有功必须通过直流回路由并联回路statcom传至串联回路sssc，作为upfc整体，并不大量消耗或提供有功功率。

2. 课题关键问题和重难点

电力市场的逐步形成，电力业界面临的竞争加剧，也迫切需要具有灵活可靠的潮流控制手段。

1、upfc是由statcom和sssc基于共同的直流链路耦合形成，允许有功功率在sssc和statcom的交流输出端双向流动，如何针对upfc进行建模，仿真从而进行研究；

2、如何建立upfc模型，来实现并联控制实现了并联端控制母线电压和直流电容电压，串联端控制有功和无功功率的控制目标；

3. 国内外研究现状（文献综述）

近年来随着facts的出现，改变了传统交流输电系统控制缺乏灵活性的被动局面，为电力系统安全、经济、综合控制提供了新的调节手段，并且对于接入的facts装置的容量和可靠性都提出越来越高的要求。作为第三代混合型柔性交流输电系统(flexible ac transmission system， facts)装置之一，统一潮流控制器(upfc)是目前功能最为强大的facts控制器, 具有强大的调节电压和潮流的能力,它使得电力系统稳态性能和动态性能都能得到显著的提升。upfc 通过直流电容器将串联侧与并联侧相连接， 串联侧通过改变串连变压器两端的电压值来控制线路潮流， 并联侧通过改变发出的功率来控制结点电压。

第一代facts技术，从20世纪70年代出现的svc开始，装置主要由晶闸管开关快速控制的电容器和电抗器组成，其技术基础是常规晶闸管整流器械（scr）,后出现了晶闸管控制的串联电容器（tcsc）,它利用scr控制串接在输电线路中的电容器组来控制线路阻抗，从而提高输送能力^[1]。

第二代facts技术，装置的外部回路中不需要加设大型的电力设备（指电容器和电抗器组或移相变压器等）。如静止无功率发生器（svg）和串联补偿器（sssc）设备采用了门极可关断设备等全控器件，其电子回路模拟出电容器和电抗器组的作用，装置造价大大降低，性能大大提高^[2]。

4. 研究方案

首先了解UPFC的组成以及工作原理，阅读其定量关系，进行数学推导；然后根据数学推导建立模型，分析比较和选择控制策略；接着建立改仿真模型并进行试验，对仿真结果进行分析论证，找到其中的问题并且修改，最后得出结论。

5. 工作计划

第1周 查阅和研读大量upfc仿真研究的中文资料以及英文资料的翻译，了解目前存在的主要问题和国内外的解决方法；

第2周 完成upfc在电力系统中的仿真研究的开题报告；

第3周 了解upfc组成以及它的工作原理，对其有个系统的认识；