07 含电力电子设备的潮流.ppt

1、含电力电子设备的潮流,武志刚,2020/9/1,问题简介 含晶闸管换流器电力电子设备的潮流计算 含VSC换流器电力电子设备的潮流计算,2020/9/1,主要内容,含大量电力电子设备（FACTS/HVDC）已成为现代电力系统的主要特征之一 电力电子设备的特点：快速，灵活，控制范围大 主要应用：无功补偿，改善暂态稳定性，消除潮流阻塞，提高功率传输能力 如何求解含电力电子设备的潮流？ 等效功率注入法（王锡凡，现代电力系统分析） 戴维南等效电路法（X. P. Zhang，Flexible AC Transmission Systems: Modeling and Control）,2020/9/1,问

2、题简介,2020/9/1,含晶闸管换流器TCSC的潮流计算（等效功率注入法）,假设TCSC的控制目标为令Plp恒定，其他控制目标类似。,不与TCSC直接相连的节点潮流方程不变 节点p和l的潮流方程变为 增加了一个未知数XTCSC，相应增加了一个方程,2020/9/1,对潮流方程的影响,原潮流方程对新变量的偏导数（雅可比矩阵新增一列的非对角元素） 新潮流方程对原变量的偏导数（雅可比矩阵新增一行的非对角元素） 新潮流方程对新变量的偏导数（雅可比矩阵新增行列的对角元素） 潮流方程其他元素不变，可用常规的牛顿拉夫逊法迭代求解,2020/9/1,对雅可比矩阵的影响,用公式 电压幅值为1.0 相角差为20

3、。30。 用上式估算出XTCSC的初始值 FACTS设备均可在不同的控制模式下转换，此处等价于新增不同表达式的方程 可能存在的问题：将支路移去换成等效功率注入后，原来的网络可能不连通。可以在原位置增加一条大阻抗支路，但不精确，且数值计算性能仍受影响。,2020/9/1,初始值的选取及本方法缺点,VSCVoltage Source Converter VSC特点 用IGBT，调制频率更高 谐波更小 可同时控有功和无功 潮流计算中每个VSC均可等价成一个戴维南等效电路（有源） 潮流计算结束后应求出合适的,2020/9/1,含VSC换流器SVC的潮流计算（戴维南等效电路法）,2020/9/1,SVC

4、涉及的潮流方程,i,SVC内部交换功率时自身并不消耗有功功率，故有约束,将SVC等效注入功率计入原潮流方程，方程个数未变 新增了两个变量，SVC有功功率约束只有一个，方程比变量个数少一个,控制所联母线电压恒定 控制发出无功功率恒定 控制等效并联电抗恒定 其他约束：电流相位控制，远方电压幅值控制，线路无功潮流控制 补充一个等式约束后，方程和变量个数相等，可解,2020/9/1,SVC的控制模式及对应的等式约束,2020/9/1,SVC的不等式约束,潮流方程：常规潮流方程，计及SVC等效功率注入及两个相应等式约束 修正方程：,2020/9/1,含SVC的牛-拉法潮流计算,2020/9/1,推广：含VSC换流器的多端直流系统的潮流计算（含任意多VSC换流器的潮流计算）,设母线i为电源区域（云贵？），母线j、k为负荷区域（广东、广西？）。,2020/9/1,换流器的等效注入功率,2020/9/1,直流侧的有功功率平衡约束,其中,由直流侧的电网拓扑及参数决定,PQ控制（母线j、k） PV控制（母线j、k），有功约束不变，无功平衡约束换成 电源侧换流器母线电压幅值恒定 此处五个方程，加上有功功率平衡约束，与潮流变量增加个数相同，可解,2020/9/1,M-VSC-HVDC的控制模式及对应的等式约束,2020/9/1,M-VSC-HVDC的不等式