考慮新型拓撲結構的統一潮流控制器五端功率注入模型

吳 熙, 殷天然, 祁萬春, 蔡 暉, 蔣 平, 陳 琛

(1. 東南大學電氣工程學院, 江蘇省南京市 210096; 2. 國網江蘇省電力有限公司電力經濟技術研究院, 江蘇省南京市 210096)

0 引言

統一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)被認為是第三代柔性交流輸電系統(FACTS)器件中最具代表性、功能最強大的控制器,近些年得到了廣泛的關注。UPFC具有多種控制模式,可以對輸電線路電壓、相角、阻抗和母線電壓進行調節控制,可以靈活快速地對輸電線路中的潮流進行調控,為電網潮流控制提供了一個新的手段[1-3]。

目前UPFC的理論研究比較豐富,但真正投運的UPFC工程較少。國外僅有三個工程實現投運,包括1998年美國Inez工程[4-5]、2001年美國Marcy工程[6]、2003年韓國Kangjin工程[7],限于當時的技術水平,工程尚處于積累運行經驗階段,在投運后一直未有新的工程投運。2015年底,南京西環網統一潮流控制器示范工程(簡稱“南京UPFC工程”)作為國內首個、世界第四個UPFC工程成功投運,用于解決南京西環網長期存在的潮流分布不均、供電能力不足問題[8]。2017年,蘇州南部電網UPFC示范工程正式投運,以增強江蘇電網可控能力[9]。南京UPFC工程中,UPFC裝置串聯側通過兩個換流器控制220 kV鐵北—曉莊雙回線路,并聯側連接在燕子磯35 kV低壓母線上,構成了串聯側控制雙回線路,并聯側連接低壓母線的新型拓撲結構[8-11]。該結構具有如下優勢:①雙回線功率獨立控制,雙線N-1后仍可發揮一定控制作用,可靠性增強;②減小并聯變壓器的成本和體積,降低變壓器絕緣等級,提高35 kV系統的無功儲備能力[8]。一方面,國內……