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摘要：本文对于柔性环网控制器概念、应用原理简要介绍，并分析了电磁环网潮流的分布特点，对其产生功率环流的原因深度分析，提出运用柔性环网控制器之后，合理给出系统指令的方式，以期对潮流分布状态加以改善，提高电网运行效率。
关键词：电磁环网;柔性环网控制器;潮流;优化控制
引言：
电磁环网和电网建设存在紧密该关联。电网建设期间，需要将电磁环网问题加以解决，同时，还需从长远角度对电网展开规划，结合输配电结构，保证其合理性。柔性环网控制器（下文简称FLNC）的应用，能够提高电网运行的智能化，调节无功功率，维持电网稳定性等，可依托此技术建立电磁环网的潮流控制策略。
一、柔性环网控制器相关介绍
（一）概念介绍
FLNC主要将柔性的直流电作为基础，依托电磁环网内的柔性换流站，将不同电压等级进行连接，从而组成电磁环网，并且能够分区运行。图1为FLNC的应用图示：
按照上述方式，利用FLNC对城市电网进行分区控制，能够迅速完成FLNC输出功率调节，进而对电网潮流的分布进行调控，为区域提供无功动态化支持，将重点节点位置电压稳定。若电磁环网线存在故障，可借助FLNC迅速闭锁换流器或者对交换功率大小进行调节，防止故障之后负荷转移[1]。
（二）基本原理
FLNC是基于柔性直流输电这一技术，并使用换流阀、换流变压器等组合而成双端FLNC结构，换流器以背对背方式连接，结构示意图如图2所示：
FLNC母线电压属于对称正弦波，电气结构对称，环流电抗值0.1～0.2。如果其工况稳定，可使用等效电抗代替桥臂电抗器与换流变压器，控制原理如图3所示：
二、柔性环网控制器的电磁环网潮流优化控制策略
（一）电磁环网的潮流分布
在电网运行环节，因电磁环网大量存在，如果线路或者变压器参数配置不合理，就会导致系统内部产生功率环流，大多为无功环流，可增加电网损耗，不利于其经济运行。系统当中，产生有功损耗主要原因为线路电阻产生的无功以及有功功率损耗。计算公式如下：
现实当中，主要关注有功损耗，根本原因为电网传输的是有功功率，无功功率在平衡过程，多数选取就地补偿，因此线路当中无功功率传输较少，可忽略不计。但是，在电磁环网当中，还存在无功功率的环流，此时其产生无功损耗难以忽略，共有两部分，其中之一为无功功率流动产生，这时有功损耗和无功环流平方之间成正比。
通过上述分析，可以看出，电磁换网当中产生无功环流能够增加系统损耗，对系统输电性能造成影响，运行经济性不足。对此，可对变压器进行过调节，串联特殊补偿设备，提升电力环网运行经济性。但是这种做法可能影响电网调度安全。利用FLNC能够按照潮流的分布状态，对其分布情况自动化调整，满足电网运行经济、安全需求，提高自动化运行水平。
（二）系统的潮流计算
系统运行时，FLNC与系统的连接图示如4所示：
实践应用环节，FLNC的控制目标如下：①交流系统的端口处电压us，②直流网络的电压udc，③换流站流入功率Ps与Qs。在潮流计算环节，需要从每个换流器当中选择两个变量，使用下列组合方式：第一，确定Ps、Qs控制;第二，确定Qs与ud控制;第三，确定Ps、us控制;第四，确定该us，ud控制。按照上述控制方式，在FLNC的运用之下，常使用第一种和第二种控制方式组合;第一种和第四种控制方式组合;第二种和第三种控制方式组合;第三种和第四种控制方式组合。
FLNC控制变量为控制换流阀的输出电压以及有关物理量，包括 ，m与udc，因此，求解交流系统环节，可将FLNC换流阀视为恒定电流源、电压源等，按照FLNC控制方式以及系统指令确认母线参数、类型等。求解FLNC直流系统过程，可将交流母线电压（Us）、无功功率（Qs）、有功功率（Ps）等当作已知量，并利用迭代法求解出FLNC直流系统控制变量。由于交流、直流两系统间计算解耦，所以利用交直流求解对混合系统展开潮流计算高度可行。
（三）有功损耗潮流计算
电磁环网当中含有FLNC时，可对有功、无功等功率传输进行过控制。因此，如果FLNC系统当中给出指令不合理，就难以对潮流分布加以改善，同时，还可能给增加系统当中循环功率。反之，正确的控制指令，能够顺利经过FLNC两端，利用注入功率实现对系统当中功率环流加以改善，并且能够稳定电压，增加输送容量等。电磁环网发生有功损耗原因为其在线路当中传输有功、无功等功率，从而产生损耗。
因此，在电磁环网当中，运用FLNC，可实现对换流站交换有功功率以及换流器的交流侧电压，降低无功环流，最终归降低有功损耗。在运用FLNC系统当中，FLNC损耗包括交流变压器、直流电抗器、直流输电线和辅助设备等。在交流系统当中，有功损耗是交流变压器、线路等发生的损耗。而FLNC是背靠背方式连接，因此可将直流线路损耗忽略，直流系统损耗和传输功率之间为非线性关系。可使用关系式 表示。给定FLNC，计算其损耗，可利用其和元件之间函数关系完成，按照计算要求，有功损耗为定额容量1.0～3.6%时，可忽略。在交流系统当中最优潮流计算时，需要将PV节点发电机电压（Upv）、无功补偿点容量（Qc）和变压器调节档数（Tk）等考虑其中。由于FLNC能够控制支路的传输功率。因此，FLNC在控制有功功率以及交流电压环节，还需引入换流站出口位置电压和换流器当中注入的有功功率等变量。使用此计算方式，能够减少有功网的损耗，在潮流计算之后，可对FLNC提出合理指令，完成对系统潮流最优化控制[2]。
结束语：
总之，从FLNC使用原理角度分析，能够得出对FLNC传输功率产生影响的因素，确定其接线方式。利用FLNC能够完成交流器节点间功率交换，对有功、无功功率之間展开独立解耦，并利用迭代法计算潮流模型，分析控制指令，进而获得最低有功功率损耗条件下的控制指令，完成最优化的潮流计算。
参考文献
[1]张艳军，周季，高凯等.柔性环网控制器原理及紧凑化研究[J].智能电网，2017，（5）：434-441.
[2]刘博文，于雷.基于模块化多电平直流输电技术的电磁环网潮流优化控制[J].电气开关，2017，（2）：70-73，76.
作者简介：高宇1996年5月，女，辽宁省朝阳市，大学本科，研究方向：电力系统自动化及智能电器。
关键词：电磁环网;柔性环网控制器;潮流;优化控制
引言：
电磁环网和电网建设存在紧密该关联。电网建设期间，需要将电磁环网问题加以解决，同时，还需从长远角度对电网展开规划，结合输配电结构，保证其合理性。柔性环网控制器（下文简称FLNC）的应用，能够提高电网运行的智能化，调节无功功率，维持电网稳定性等，可依托此技术建立电磁环网的潮流控制策略。
一、柔性环网控制器相关介绍
（一）概念介绍
FLNC主要将柔性的直流电作为基础，依托电磁环网内的柔性换流站，将不同电压等级进行连接，从而组成电磁环网，并且能够分区运行。图1为FLNC的应用图示：
按照上述方式，利用FLNC对城市电网进行分区控制，能够迅速完成FLNC输出功率调节，进而对电网潮流的分布进行调控，为区域提供无功动态化支持，将重点节点位置电压稳定。若电磁环网线存在故障，可借助FLNC迅速闭锁换流器或者对交换功率大小进行调节，防止故障之后负荷转移[1]。
（二）基本原理
FLNC是基于柔性直流输电这一技术，并使用换流阀、换流变压器等组合而成双端FLNC结构，换流器以背对背方式连接，结构示意图如图2所示：
FLNC母线电压属于对称正弦波，电气结构对称，环流电抗值0.1～0.2。如果其工况稳定，可使用等效电抗代替桥臂电抗器与换流变压器，控制原理如图3所示：
二、柔性环网控制器的电磁环网潮流优化控制策略
（一）电磁环网的潮流分布
在电网运行环节，因电磁环网大量存在，如果线路或者变压器参数配置不合理，就会导致系统内部产生功率环流，大多为无功环流，可增加电网损耗，不利于其经济运行。系统当中，产生有功损耗主要原因为线路电阻产生的无功以及有功功率损耗。计算公式如下：
现实当中，主要关注有功损耗，根本原因为电网传输的是有功功率，无功功率在平衡过程，多数选取就地补偿，因此线路当中无功功率传输较少，可忽略不计。但是，在电磁环网当中，还存在无功功率的环流，此时其产生无功损耗难以忽略，共有两部分，其中之一为无功功率流动产生，这时有功损耗和无功环流平方之间成正比。
通过上述分析，可以看出，电磁换网当中产生无功环流能够增加系统损耗，对系统输电性能造成影响，运行经济性不足。对此，可对变压器进行过调节，串联特殊补偿设备，提升电力环网运行经济性。但是这种做法可能影响电网调度安全。利用FLNC能够按照潮流的分布状态，对其分布情况自动化调整，满足电网运行经济、安全需求，提高自动化运行水平。
（二）系统的潮流计算
系统运行时，FLNC与系统的连接图示如4所示：
实践应用环节，FLNC的控制目标如下：①交流系统的端口处电压us，②直流网络的电压udc，③换流站流入功率Ps与Qs。在潮流计算环节，需要从每个换流器当中选择两个变量，使用下列组合方式：第一，确定Ps、Qs控制;第二，确定Qs与ud控制;第三，确定Ps、us控制;第四，确定该us，ud控制。按照上述控制方式，在FLNC的运用之下，常使用第一种和第二种控制方式组合;第一种和第四种控制方式组合;第二种和第三种控制方式组合;第三种和第四种控制方式组合。
FLNC控制变量为控制换流阀的输出电压以及有关物理量，包括 ，m与udc，因此，求解交流系统环节，可将FLNC换流阀视为恒定电流源、电压源等，按照FLNC控制方式以及系统指令确认母线参数、类型等。求解FLNC直流系统过程，可将交流母线电压（Us）、无功功率（Qs）、有功功率（Ps）等当作已知量，并利用迭代法求解出FLNC直流系统控制变量。由于交流、直流两系统间计算解耦，所以利用交直流求解对混合系统展开潮流计算高度可行。
（三）有功损耗潮流计算
电磁环网当中含有FLNC时，可对有功、无功等功率传输进行过控制。因此，如果FLNC系统当中给出指令不合理，就难以对潮流分布加以改善，同时，还可能给增加系统当中循环功率。反之，正确的控制指令，能够顺利经过FLNC两端，利用注入功率实现对系统当中功率环流加以改善，并且能够稳定电压，增加输送容量等。电磁环网发生有功损耗原因为其在线路当中传输有功、无功等功率，从而产生损耗。
因此，在电磁环网当中，运用FLNC，可实现对换流站交换有功功率以及换流器的交流侧电压，降低无功环流，最终归降低有功损耗。在运用FLNC系统当中，FLNC损耗包括交流变压器、直流电抗器、直流输电线和辅助设备等。在交流系统当中，有功损耗是交流变压器、线路等发生的损耗。而FLNC是背靠背方式连接，因此可将直流线路损耗忽略，直流系统损耗和传输功率之间为非线性关系。可使用关系式 表示。给定FLNC，计算其损耗，可利用其和元件之间函数关系完成，按照计算要求，有功损耗为定额容量1.0～3.6%时，可忽略。在交流系统当中最优潮流计算时，需要将PV节点发电机电压（Upv）、无功补偿点容量（Qc）和变压器调节档数（Tk）等考虑其中。由于FLNC能够控制支路的传输功率。因此，FLNC在控制有功功率以及交流电压环节，还需引入换流站出口位置电压和换流器当中注入的有功功率等变量。使用此计算方式，能够减少有功网的损耗，在潮流计算之后，可对FLNC提出合理指令，完成对系统潮流最优化控制[2]。
结束语：
总之，从FLNC使用原理角度分析，能够得出对FLNC传输功率产生影响的因素，确定其接线方式。利用FLNC能够完成交流器节点间功率交换，对有功、无功功率之間展开独立解耦，并利用迭代法计算潮流模型，分析控制指令，进而获得最低有功功率损耗条件下的控制指令，完成最优化的潮流计算。
参考文献
[1]张艳军，周季，高凯等.柔性环网控制器原理及紧凑化研究[J].智能电网，2017，（5）：434-441.
[2]刘博文，于雷.基于模块化多电平直流输电技术的电磁环网潮流优化控制[J].电气开关，2017，（2）：70-73，76.
作者简介：高宇1996年5月，女，辽宁省朝阳市，大学本科，研究方向：电力系统自动化及智能电器。