柔性交流输电统一潮控制器的设计建模与仿真分析开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

灵活交流输电系统（flexible actransmission system）简称facts，也称为柔性交流输电系统。其技术概念是由美国电力科学研究院的n．g．hingorani博士于1986年提出的，他对灵活交流输电系统的定义在1995年经过电力电子学会修正后确定为：“交流输电系统利用高功率电子技术为基础的控制器及其他静止型控制器改善可控性并且增加输送功率的容量”^[1]。所以柔性交流输电系统就是在电力系统的关键位置，引入重要的电力电子元件或装置，以对系统的主要参数进行控制和调节，提高可控性、可靠性和功率传输能力。

由于电网结构日益复杂、运行任务日益繁重、环保要求日益严格等原因，电网运行在发达国家中产生了一系列困难：功率分布中的自由潮流和负荷变化越来越大，在电网中造成大量电能损耗或被迫降低输送能力^[2,3]；功率输送过程中造成“功率绕送”和“功率倒流”的情况^[4,5]；大量受限制的“瓶颈”环节^[6]等。上述这些情况严重影响了电网的正常运行，增大了合理化改造或优化潮流的困难，更不符合当前统一形成的电力市场的迫切需求，即电力网应具有“输电通道”或“开放通道”的能力^[7,8]。此外随着负荷和电力市场的需求以及环境问题的日益严峻，获得能多送电力的新建输电线的走廊更加困难（一些发达国家中已无法在城市附近再修建架空线路）。而facts技术的提出正适应了上述情况。其效果主要体现在提高了输电网潮流流向的控制能力以及输电线路输送能力两方面。对于发达国家，两者皆迫切需要；而对于发展中国家，则更倾向于第二个方面^[9]。正是由于facts综合应用了现代电力电子技术、自动控制技术和计算机技术，是一种全新的交流输电概念，突破了传统交流输电系统的瓶颈，是21世纪交流输电技术的发展方向^[10]。facts技术（包括系统应用技术及控制器技术）已被国内外的一些较权威的输电技术研究者和工作组称为“未来输电系统新时代的三项支撑技术（facts技术、先进的控制中心和综合自动化技术）之一” ^[11]。

upfc是由美国西屋科技中心的l．gyug博士于1991年提出的概念。upfc是facts家族中最复杂的也是最有吸引力的一种装置，它综合了许多facts器件的灵活控制手段，被认为是最有创造性，且功能最强大的facts元件，它的成功运行被称作facts技术发展的重要里程碑。upfc是由并联补偿的静止同步补偿器和串联补偿的静止同步串联补偿器相结合组成的新型潮流控制装置，它的结构由两个电压源型变流器为主构成，还包括直流电容、串联变压器、并联变压器和控制系统。它是将一个由变流器产生的交流电压串入加在输电线相电压上，使其幅值和相角均可连续变化，仅仅通过控制规律的变化，就能分别或同时实现并联补偿、串联补偿、移相等几种不同的功能，可大幅度改变输电线路的潮流，增强系统阻尼，抑制次同步振荡以及提高整个电力系统的静态稳定性和暂态稳定性，相较于其他的功能单一的facts器件，upfc具有更丰富的控制功能和优点^[12]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究内容

阅读文献，了解upfc的工作原理、包括如何实现并联补偿、串联补偿、移相等几种不同的功能；在matlab中建立仿真模型，调节相关参数，使其能够提高电网电能质量，以及如何增强系统阻尼、抑制次同步振荡以及提高整个电力系统的静态稳定性和暂态稳定性。

2.2研究目标

3. 研究计划与安排

表3-1 进度安排表

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 何大愚.柔性交流输电技术的定义、机遇及局限性[j].电网技术,1996（06）:18-24.

[2] 何大愚.柔性交流输电技术及其控制器研制的新发展——tcpst,ipc（tcipc）和sssc[j].电力系统自动化,1997（06）:1-6.

[3] 李雪峰.电气化铁路对电力系统影响的分析研究[j].通信电源技术,2015,32（04）:215-216 240.