[发明专利]一种基于电压源换流器的柔性交流输电装置的潮流模型

说明书

技术领域

本发明是一种用于电力系统潮流计算的基于电压源换流器的柔性交流输电装置的潮流模型，属于电力系统运行分析与计算应用的创新技术。

背景技术

电网是关系国家能源安全和国民经济命脉的重要基础设施和公用事业，承担着为经济社会发展和国计民生提供重要的能源保障、促进经济社会可持续发展的重大责任。随着现代化水平的不断提高，全社会对电力的依赖程度越来越高，对电力系统的运行提出了越来越多的特定要求，亟需具有很强潮流控制能力的输配电装置来满足这些要求。

现代电力系统面临的新要求及所需解决的新问题包括：a)区域间功率传输能力需要进一步提升；b)出于经济性和环保的角度考虑，需要对现有的输电设备更充分地利用，使得这些输电设备将运行在更接近设计极限处；c)由于电网规划设计阶段对用电分布预测误差或其他设计缺陷导致潮流在电网中传输时发生阻塞现象，需要辅之以特定的技术手段加以消除。

为解决前述问题，人们在电力工业界发展了柔性交流输电技术（Flexible Alternative Current Transmission System，FACTS）。一般来说，FACTS（柔性交流输电）装置是一大类能综合电力电子技术、微处理和微电子技术、通信技术和控制技术而形成的可用于灵活快速控制交流输电的新技术。目前FACTS（柔性交流输电）已经历了基于晶闸管相控电路的传统FACTS（柔性交流输电）阶段和基于电压源型换流器的VSC-FACTS（基于电压源换流器的柔性交流输电）阶段。相对于基于晶闸管相控电路的传统FACTS（柔性交流输电）装置，VSC-FACTS（基于电压源换流器的柔性交流输电）具有可实现连续运行和控制、控制目标多样灵活、扩展性强等特点，尤其是可以实现对有功功率和无功功率的解耦控制，使得其在电力系统中具有广泛得多的应用前景。

随着FACTS（柔性交流输电）装置在电力系统中的应用日益广泛，传统的潮流计算方法因无法考虑FACTS（柔性交流输电）元件的影响而不再适用。含FACTS（柔性交流输电）元件的潮流计算与普通潮流计算的不同之处在于它必须考虑FACTS（柔性交流输电）元件对电力系统电压和潮流的调节作用，考虑由FACTS（柔性交流输电）元件带来的新的状态变量和约束条件。目前所用的FACTS（柔性交流输电）模型主要有电压源模型、注入功率模型和阻抗型模型。以上的几种模型均需针对不同类型的设备逐一研究。在设计潮流计算算法时需要开发不同的模块，模块间无法置换，运用不方便，对应的计算机程序程序冗长。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种设计合理、易于算法实现、扩展性强、可以大大降低应用难度的基于电压源换流器的柔性交流输电装置的潮流模型。