指針式高壓兆歐表的探討

　　指針式高壓兆歐表的探討
　　*近幾年，國內外對潮流計算和優化領域中UPFC的數學模型的研究興趣一直在增加，并取得了一些成果。已經提出的UPFC的潮流計算模型主要有以下幾種形式：電壓源（電流源）模型、功率注入模型、阻抗型模型、解偶型模型。解偶模型的應用只限于UPFC的特定運行方式，其它模型在求解時需要修改功率不平衡向量和雅可比矩陣，并降低了收斂速度。已經提出的這些UPFC的潮流計算模型絕大多數都是結合牛頓-拉夫遜法來求解電網潮流，原因是牛頓-拉夫遜法具有二次收斂的特性，對于含有UPFC等FACTS裝置的電力系統，牛拉法同樣有較好的收斂特性，并適合用于需要較**潮流解且規模較大的電力系統。
　　在電力系統中，快速解偶法是另一種被廣泛使用、收斂可靠的潮流算法。UPFC主要用于高壓和超高壓電網，這些網絡中的線路電阻遠小于電抗，且進行潮流控制的一般是網絡中的主干線或聯絡線，適合用快速解偶法計算電網的潮流。但是如何建立合適的含UPFC的快速解偶形式的電網穩態潮流計算模型，迄今為止報道很少，僅見文獻[8，9]，主要的原因是網絡中加入UPFC后，若采用快速解偶算法計算潮流，則只能進行序列交替迭代來計及UPFC的影響，而在UPFC的等效電路中電壓源的相角范圍是從0到2，這將不可避免地引起采用電源模型的含UPFC的潮流計算的振蕩，并使由牛頓-拉夫遜法到快速解偶法的簡化條件變弱，這些都使得迭代次數增加、收斂性能變差。文獻[8]列出了UPFC的潮流控制和約束方程組，以及含UPFC的電網潮流方程，通過由牛頓-拉夫遜法推導出快速解偶法一樣的簡化方式，得出了含UPFC的快速解偶形式的潮流計算模型，該算法在修正方程的系數矩陣中引入了可變元素，使快速解偶法的優點被削弱，且收斂性能較差；文獻[9]列出了一種含UPFC的電網節點功率平衡方程，在一定假設條件下，將修正方程的雅可比矩陣經過兩次簡化，得到與常規快速解偶法完全相同的系數矩陣，該算法只是用于UPFC的控制參數已知的情況下計算電網的潮流分布，簡化過程中所作假設也有一定的局限性，應用范圍較小。
　　本文基于新的功率注入模型，指針式高壓兆歐表的探討，增加由兩個支路邊界條件組成的方程組，通過兩個交替迭代過程*終求出電網潮流和UPFC的控制參數。迭代中使用的系數矩陣與常規快速解偶算法完全一樣，保留了原有快速解偶算法的優點，不僅可大量用在規劃設計等離線計算中，在**分析和實時控制等在線計算中也能得到廣泛應用。
　　1UPFC的工作原理
　　UPFC的工作原理由兩個背靠背的電壓源型換流器組成，兩個換流器通過一普通直流環節（電容器組）連接起來，換流器1在UPFC輸入端由一個并聯變壓器耦合到系統中，換流器2由一個與線路串聯的變壓器耦合到線路中，直流環節電壓可維持不變。換流器2通過向線路注入一個大小和相位可控的交流電壓而實現UPFC的主要功能，它可以向線路注入有功和無功功率，無功功率由換流器2自身提供，有功功率由換流器1通過直流環節提供，因此換流器1從系統吸收的有功功率等于兩個換流器的損耗加上換流器2所需要的有功功率之和。換流器1剩余的容量可用來向系統提供無功功率以維持輸入端電壓水平。
　　2UPFC的等效電路
　　1）UPFC的串聯部分被等效為一個理想電壓源VS，UPFC的并聯部分被等效為一個理