论文部分内容阅读
现代电网随着负荷不断增加,改善潮流分布的需求和稀缺的电力建设用地之间的矛盾日益突出。为最大程度发挥电网自身的供电能力,国内越来越多的统一潮流控制器(UPFC)工程开始建设与投运。本文对实际电网规划中UPFC工程在500kV及以上电压等级的布点选择与实施问题展开了研究,主要针对因潮流分布不均限制断面现有输电能力的应用场景。本文首先研究了UPFC单位容量调控比例系数概念,以此实现500kV UPFC适用场景的量化评估。通过对UPFC的典型应用场景进行分析,提出以断面输送功率提升量与所安装UPFC容量的比值来表征UPFC的控制效果,并根据可靠性成本/效益分析,对单位容量调控比例系数进行标准化处理,使其适用于全国范围内UPFC布点的横向比较。之后在UPFC的选址定容问题上,建立了“总体配置-精准选点-容量优化”三步研究法。综合我国能源分布和用电需求,提出了首先考虑省间联络断面和重要省内输电断面的总体配置原则,使UPFC综合效益最大化;从UPFC的安装目的和安装效果两方面研究了UPFC的具体选点原则,并对这些原则进行优先级排序,避免了在大规模实际电网中的盲目计算,实现了UPFC的精准选点;提出了一种基于单位容量调控比例系数的UPFC最优容量计算方法,兼顾了UPFC的控制效果与经济效益。然后提出了UPFC在技术层面的选点流程,并对我国超高压电网的UPFC选点方案进行了研究。利用全网2~3年滚动计算数据,通过布点的初步比选、仿真分析和横向比较,得出了UPFC示范工程优先开展的建议。实例结果表明所提方法切实可行,对超高压层面UPFC布点的筛选有一定的指导意义,并能够为UPFC相关技术标准的制定提供技术支撑。最后针对UPFC示范工程的投运,建立了基于断面负载均衡度的UPFC系统级控制策略。以断面中线路负载率的标准差衡量潮流分布的均匀性,同时考虑了电网对外部环境的适应能力,通过建立和求解优化模型,得出UPFC系统级控制策略的最优设定值。以江苏苏州500kV UPFC工程为例,从三永N-1故障、稳态运行和锦苏直流闭锁三种工况提出了相应的UPFC的控制方法。仿真结果表明,基于所提指标的UPFC控制策略可以达到提升断面输电能力和改善潮流分布的目的,同时提高电网运行的安全稳定性。