一种upfc接入系统的方法及三节点功率注入模型的制作方法
【技术领域】
[OOOU本发明设及一种新型的UPFC接入系统的方法，通过S节点功率注入模型对使用 该方法的电力系统进行运行分析和仿真，属于电力系统运行分析和仿真技术。
【背景技术】
[0002] 统一潮流控制器（UnifiedPowerFlowController,UPFC)作为功能最强大的柔 性交流输电系统（FlexibleAChansmissionSystem,FACT巧装置，能同时对输电线路的 电压、相角和阻抗进行实时调节，达到优化系统的作用。
[0003] 目前，对含UPFC的系统进行潮流计算时，常采用等效功率注入法。用牛顿一拉夫 逊法求解含有控制目标的潮流方程时，需要对传统潮流方程的雅克比矩阵进行修改，若采 用功率注入法，则可W较好地解决运个问题，它将UPFC对系统的影响等效到对应线路的两 侧节点上，运样可在不修改原来节点导纳阵的情况下嵌入UPFC模型，最大限度地利用传统 潮流计算中雅克比矩阵形成的公式和经验。
[0004] 尽管目前对UPFC的理论研究有很多，但国内还未有实际投运的UPFC工程。UPFC 的安装地点，接入方式等均需要结合实际工程进行改造优化。W国内即将启动的首个UPFC 工程（南京示范工程）为例，经资料调研，UPFC并联侧的预设接入铁北220kV节点附近有 220kV燕子机主变，考虑到UPFC安装的区域南京西环网在近远期对无功补偿的需求均不 大，UPFC并联侧的主要功能是补偿串联侧的与线路交换的有功功率，将并联侧接入邻近的 220kV燕子机主变的35kV母线，W节省并联侧换流变的投资。同时能提高燕子机节点电压 水平。如果按照理论研究中的将UPFC并联侧换流器通过换流变压器直接接入220kV母线， 则并联侧换流变压器的成本将大大增加。
【发明内容】
阳0化]发明目的：为了对实际工程中UPFC的接入方式进行优化并将该结构用于仿真研 究中，本发明提供了一种新型的UPFC接入系统的方法及S节点功率注入模型。本发明所述 的UPFC接入系统的方法，适用于i节点无功补偿不需要太多的情况，一般将UPFC并联侧变 压器接入i节点附近升压变压器的低压侧，运样不仅降低了UPFC并联侧变压器的投资，还 提高了节点k的电压水平。在进行电力系统仿真研究时，采用本发明提供的=节点功率注 入模型，能够完整实现UPFC的控制功能，并且更加接近实际情况。 阳006] 技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
[0007] 一种UPFC接入系统的方法，系统的低压侧母线通过升压变压器T和系统的高压侧 母线相接，将高压侧母线某一段线路ij的两端分别记为节点i和节点j，压变压器T通过输 电线路与高压侧母线接于节点i，压变压器T通过输电线路与低压侧母线接于节点k;UPFC 并联侧禪合变压器Lh并联在低压侧母线上，通过输电线路与节点k相接；UPFC串联侧禪合 变压器Tw串联在高压侧母线上，一端通过输电线路与节点i相接，另一端通过输电线路与 节点j相接。
[0008] 一种S节点功率注入模型，采用S节点功率注入模型，将UPFC串联侧禪合变压器 Tse电抗的影响折算到节点i和节点j的注入功率上，将UPFC并联侧禪合变压器Lh电抗 的影响折算到节点k上；所述=节点功率注入模型如下： 阳009] Pu=-ViV'W[gijC0s(e' 也.冲。。/2)Sin(目' 阳010] Qu=ViV'sekijSin(目'W-目i) + (bij+buj/^cos(目'W-目 1)] W11] P口 =VjV'se[gl.iC0S(0 'se-e.i)-bi.iSin(目'se-e.i)] 阳01引 Q口=-VjV'sefejSin(目'W-目j)+bijC〇s(目'se_ 目J)] 勺',=:-CV, - 0;[&,C化(《,-則 + (VA., / 2)Sin(《.-训
[0013] , '( 、 , .、 W14]Qks=VkIq
[001引哎如;6 = ：^6么4-苑/為
[0016] Vs,，Zdsh=K-Z0、_+巧sh*L 阳017] 其中：Vi、Vj、Vk分别为节点i、j、k的电压幅值，0 1、0j、0k分别为节点i、j、k的 电压相角；giPbipb"i分别为线路ij的电导、电纳和对地电纳；PU、Pj,、Pk,分别是UPFC对 节点i、j、k的注入有功，Qu、Qj,、Qks分别是UPFC对节点i、j、k的注入无功；XW和X,h分别 为UPFC串联侧变压器和并联侧变压器的电抗值；V' 0 'S。为UPFC串联侧变压器的 实际输出电压，0W为UPFC串联侧变压器的理想电压源电压，V 0Sh为UPFC并联 侧变压器的理想电压源电压；4为UPFC串联侧变压器所在支路电流，4为UPFC并联侧流入 节点k的电流，Iq为么相对于节点k电压的无功分量。
[0018] 有益效果：本发明提供的UPFC接入系统的方法，将UPFC并联侧接入已有升压变压 器低压侧，降低了UPFC并联侧换流变压器投资成本，并提高了接入节点电压水平；本发明 提供的=节点功率注入模型，使用功率注入法将串联侧与并联侧变压器电抗的影响转移到 节点注入功率中；在进行电力系统仿真研究时，采用本发明提供的模型会使对UPFC控制能 力的评估更加的接近实际情况，从而具有更高的可信度。
【附图说明】
[0019] 图1为UPFC新型接法的结构示意图；
[0020] 图2为采用新型接法的UPFCS节点模型等值电路；
[0021]图3为采用新型接法的UPFCS节点功率注入模型。
[00巧附图中的所有扭，、61，、13。1韵为线路。的线路参数，分别表示线路。的电导、电纳 和对地电纳；gim、bim、bum均为线路im的线路参数，分别表示线路im的电导、电纳和对地电 纳；Vi、V，、Vk分别为节点i、j、k的电压幅值；0 1、0，、0k分别为节点i、j、k的电压相角； Xt为压变压器T的电抗值； 阳02引图2中，Xw为UPFC串联侧变压器TJ勺电抗值，V0S。为UPFC串联侧等效的 理想电压源，V' 0'S。为UPFC串联侧实际输出电压，4为UPFC串联侧所在支路电 流；Xgh为UPFC并联侧变压器Tgh的电抗值，VSh^ 0Sh为UPFC并联侧等效的理想电压源，4 为并联侧流入节点k的电流，Iq为么相对于节点k电压的无功分量。Pi,+jQi,为线路j侧潮 流；
[0024] 图3中，Su、Sjs、Sks分别是UPFC对节点i、j、k的注入功率；P1jo+jQijo为不含UPFC时线路的自然潮流。
【具体实施方式】
[00巧]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[00%] 本发明是一种新型的UPFC接入系统方法，并推导了其对应的S节点功率注入模 型，通过数学变换将UPFC串联侧与并联侧禪合变压器电抗的影响折算到S个节点的注入 功率上；系统的低压侧母线通过升压变压器T和系统的高压侧母线相接，将高压侧母线某 一段线路ij的两端分别记为节点i和节点j，压变压器T通过输电线路与高压侧母线接于 节点i，压变压器T通过输电线路与低压侧母线接于节点k;如图1所示，所述新型的接入系 统方法为：将UPFC并联侧禪合变压器Lh并联在低压侧母线上，通过输电线路与节点k相 接；将UPFC串联侧禪合变压器Tw串联在高压侧母线上，一端通过输电线路与节点i相接， 另一端通过输电线路与节点j相接。
[0027] 得出如