基于psat的upfc电力系统潮流建模与仿真

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1、基于PSAT的UPFC电力系统潮流建模与仿真胡源张福生徐小林王硕禾石家庄铁道大学电气与电子工程学院摘要：相对于传统的控制方法，统一潮流控制器（UPFC）的灵活控制可以更好地提高电网稳定性。为了能够更加深入地研究计及UPFC的电力系统潮流问题，采用在PSAT环境下进行仿真分析。提出了一种改进的功率注入模型进行潮流计算，以电力系统稳定性及电力市场经济性求解最优潮流。最后对IEEE9节点系统仿真，结果表明方法可行，采用PSAT分析具有较高的参考价值。关键词：UPFC;最优潮流;PSAT;作者简介：胡源（1991-），男，硕

2、士研究生，研究方向为电力系统运行控制。E-ma订：2830399599@qq.com收稿日期：2016-08-24PowerFlowModelingandSimulationofUPFCinPowerSystemBasedonPSATHuYuanZhangFushengXuXiaolinWangShuoheSchoolofElectricalandElectronicsEngineering,ShijiazhuangTiedaoUniversity;Abstract：Comparedwiththetraditiona

3、lcontrolmethods,theunifiedpowerflowcontroller(UPFC)canimprovethestabilityofpowersystem.InordertogetadeeperstudyofthepowerflowofUPFCandthepowersystem,thesimulationanalysisiscarriedoutinthePSATenvironment.Animprovedpowerinjectionmodelisproposedtosolvethepowerflow

4、calculationfortheoptimeilpowerflowconsideringthestabilityofthepowersystemandthepowermarkcteconomy.Finally,theIEEE9-bussystemSimulationismadeandtheresultsshowthatthemethodisfeasibleandanalysisbasedonPSAThasahighreferencevalue.Keyword：UPFC;OPF;PSAT;Received：2016-

5、08-240引言作为第三代灵活交流输电系统（FACTS）控制器UPFC集多种控制方式于一身，己成为处理潮流控制、提高电能质量等问题的最优方式之一II也。近年来UPFC技术的研究不断深入，随着基于模块化多电平换流（MMC）技术的UPFC在江苏220kV电网系统屮得到实际应用，更备受关注固。计及UPFC的电力系统潮流计算以及多目标最优潮流（OPF）等问题建模与仿真的研究有十分重要的意义。目前除了部分商业软件外，用于研究电力系统潮流计算的Matlab电力系统分析软件包有很多，但能够进行最优潮流计算的仅有Matpower与P

6、SAT,而PSAT除了具有Matpower的功能外添加了GUT模块，还具有更好的二次编程环境等功能,然而利用其进行潮流建模仿真的研究还比较少。文献［4］对PSAT处理电力系统分析问题进行了有效性验证。文献［5］介绍了PSAT在潮流计算中的应用，但未对计及UPFC的潮流计算进行深入研究。文献［6］介绍了UPFC潮流计算常用的功率注入模型，但在优化潮流过程中控制变量含有UPFC的可控参数，可能存在潮流不收敛的问题，同吋未采用PSAT,因而其仿真过程也较为复杂。文献［7］介绍了PSAT基于内点法的多冃标最优潮流计算的处理方

7、法，但在计及UPFC的情况下使用此方法会出现不支持静态分析的问题。在改进上述不足的基础上，在PSAT环境下解决计及UPFC的潮流计算优化以及以有功网损最小和静态稳定裕度最大为目标的最优潮流问题。通过对IEEE9节点系统仿真验证模型和算法的正确性和有效性。图1UPFC基本结构下载原图1UPFC潮流计算方法1.1UPFC系统基本结构UPFC的基本结构如图1所示［2,8］,它由两个变压器以及中间带有电容器(直流环节)的两个背靠背电压源型变流器组成。变流器1接输入端并联变压器支路，其作用是通过改变无功功率来稳定输入端电压，同

8、吋经直流环节为变流器2提供有功功率。变流器2通过一个串联线路变压器接入，其作用相当于串联一个电压源，通过改变其幅值与相位实现UPFC控制潮流的功能。1.2一种改进的UPFC等效注入功率模型当线路中加入UPFC装置时可用一个串联电压源UT和一个并联电流源IZ等效，其等效电路如图2所示。在此基础上，为了便于进行潮流计算建立的UPFC等效注入功率模型