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随着电网向超高压以及远距离输电大系统发展,其对安全稳定、灵活高效的运行控制的要求日益提高。统一潮流控制器(Unified Power Flow Controller,UPFC)作为第三代最典型的综合性柔性交流输电技术(Flexible AC Transmission System,FACTS)器件,对电网具有灵活快速的调控能力,目前中国已先后在南京和苏州投运两个UPFC实际工程,对电网的潮流控制起到了巨大的作用。在考虑UPFC实际工程特殊拓扑结构的情况下,研究UPFC对电网暂态稳定的影响,并有针对性地研究提高电力系统暂态稳定性的实用性UPFC协调控制策略,对进一步挖掘UPFC的控制潜力,提高电网稳定性具有重要意义。本文建立了考虑实际拓扑结构的新型UPFC模型,并在考虑UPFC多种控制模式的情况下分析了UPFC对实际大电网暂态稳定性的影响规律,最终提出了兼顾静态安全的预防性UPFC暂态稳定协调控制策略。具体研究内容如下:(1)针对UPFC实际工程一次接线拓扑结构,提出了一种串联侧控制双回线路且并联侧节点可灵活连接的五端UPFC模型。基于功率注入法建立了UPFC稳态模型,推导了五端UPFC功率注入模型的数学表达式,并考虑直流电容的动态过程建立了UPFC暂态模型。在PSASP/UD中搭建了五端UPFC稳态模型和暂态模型,基于南京UPFC工程实际数据实现正常运行状态和串联线路N-1故障的仿真计算,验证了该模型的准确性和优越性。(2)研究了UPFC串联侧控制器四种控制模式在暂态稳定计算中实现的原理,并建立了控制模式可选的UPFC暂态模型。以临界切除时间(Critical clearing time,CCT)和发电机转子相对角作为暂态稳定水平的判据,研究了UPFC对江苏电网暂态稳定性的影响。进一步,研究了UPFC不同控制模式下其控制目标的变化对电网暂态稳定水平的影响,总结了UPFC不同控制模式对系统稳定性的影响规律,仿真结果表明UPFC定功率控制模式和阻抗补偿模式在提高江苏电网暂态稳定水平上效果较为显著。(3)制定了兼顾系统静态安全和暂态稳定水平的综合评价指标,基于该指标,提出了一种兼顾静态安全的预防性UPFC暂态稳定协调控制策略。首先,依据N-1故障的断面有功要求,通过逆推计算式确定UPFC四种控制模式下的控制目标范围,使N-1故障下关键断面有功不过载;在此基础上,采用UPFC四种控制模式,并优化四种控制模式的控制目标,并基于系统综合稳定指标进行控制参数和控制模式的择优,实现大电网静态安全和暂态稳定的协调控制。在江苏电网中进行仿真,结果表明,UPFC协调控制策略可以同时提高电网静态稳定水平和暂态稳定水平。