摘 要

自第二次工业革命以来，电力得到了广泛运用，由此衍生而来的输电行业也越发重要，输电安全、高效成为了社会发展的必备条件。潮流控制变得越来越重要，目前的统一潮流控制器还存在可靠性不高，成本较大等一系列问题，我们需要有一个更进步的装置来进行潮流调控这一项艰巨任务，分布式潮流控制器应运而生。

将统一潮流控制器的串并联变流器公用直流电容去掉，让两个变流器不通过耦合而是独立运行会大大提高可靠性，在串联侧采用前人提出的静止同步串联补偿器，装置灵活性提高，成本下降，然后便形成了分布式潮流控制器。而本文的主要目的则是建立分布式潮流控制器的等效模型。

本文进行了如下的工作：首先通过学习研究各类文献、资料，总结得出了关于潮流控制的原理、意义、背景、研究现状，并对单机无穷大输电系统进行了简要说明。随后就分布式潮流控制器的原理、运行机制进行说明，分析得出它的等效模型。最后在PSCAD中建立分布式潮流控制器等效模型，并分别测量其在稳态和暂态时对有功功率及无功功率的调控作用。本文证明了分布式潮流控制器等效模型可以在仿真实验中具有很强大的潮流控制能力，分布式潮流控制器的研究非常具有研究价值。

关键词：分布式潮流控制器；单机无穷大输电系统；变流器；PSCAD

Abstract

Since the second industrial revolution, has been widely used in power transmission industry, derived from the more important transmission security, high efficiency has become a necessary condition for social development. The trend of control becomes more and more important, the unified power flow controller at present there are still not high reliability, high cost and a series of problems, we need to there is a more advanced device for this trend is an arduous task for distributed control, power flow controller came into being.

The unified power flow controller series parallel converter common DC capacitor is removed, so that the two converter not through coupling but independent operation will greatly improve the reliability in the series side using the previously proposed DSSC device to improve the flexibility, cost reduction, and then formed a distributed power flow controller. The purpose of this paper is to establish the distributed equivalent model power flow controller.

This paper carried out the following work: first, through the study of all kinds of documents, learning materials, summarizes on the flow control principle, background, significance, research status, and the single machine infinite power transmission system are briefly described. Then the principle of distributed power flow controller, operation mechanism, analysis of its equivalent model a distributed power flow controller. Finally, the equivalent model in PSCAD, and were measured in steady and transient state of active power and reactive power regulation. This paper proves that the distributed power flow controller can effect model in the simulation experiment has very strong flow control capability, distribution The research of power flow controller is of great value.

Keywords: distributed power flow controller; a single machine infinite powersystem;

quivalent model ;PSCAD.

目录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2国内外研究现状 1

1.3 本文主要内容 3

第2章 潮流控制 4

2.1 潮流控制的原理 4

2.2 潮流控制的意义 6

2.2.1 电能传输过程中保持电压幅值的意义 6

2.2.2 电能传输过程中无功补偿的作用 6

2.2.3 有功补偿的必要性 6

2.3 单机无穷大系统的运行特性 6

2.4 本章总结 7

第3章 分布式潮流控制器的结构和基本原理 8

3.1 分布式潮流控制器的结构 8

3.2 分布式潮流控制器的原理介绍 10

3.2.1 非正弦分量功率理论 10

3.2.2 分布式潮流控制器运行原理 11

3.3 本章小结 12

第4章 DPFC等效模型 13

4.1 DPFC等效模型图的建立 13

4.2各频率下的传输网络 14

4.2.1 基波传输网络 14

4.2.2三次谐波网络 14

4.3 DPFC串并联侧等效电流模型 15

4.3.1 串联侧等效电路模型 15

4.3.2 并联侧等效电路模型 17

4.4 本章小结 19

第5章 仿真分析 20

5.1仿真模型的建立 20

5.2仿真过程分析 21

5.2.1 DPFC对有功功率的控制 21

5.2.2 DPFC对无功功率的控制 24

5.2.3 DPFC在暂态过程中的作用 27

5.3 本章小结 28

第6章 总结 29

参考文献 30

致谢 31

第1章 绪论

1.1 研究背景

自第二次工业革命以来，电力得到了广泛运用，由此衍生而来的输电行业也越发重要，输电安全、高效成为了社会发展的必备条件^[1]。

我国的电力系统正在经历中高压往特高压方向发展的道路，区域间的互联也被提上日程。社会经济的不断发展促使我国电网需要进行市场化改革，电网运行的安全性、稳定型、灵活性、高效性要求也在不断提高。当然，这样的区域互联除了可以带来以上一系列的效益，也会给电力系统运行然带来新问题，比如说有以下几方面：如何使电力潮流从发电端高效进入受电端而不在电力系统中形成无谓的环流，如何使能量得到充分的利用而不是在线路中进行无谓的损耗，如何使电力系统安全稳定运行，这些种种的问题都需要潮流控制。现如今，越来越多的中小型发电基地接入大电网中，给原本便已经足够复杂的电网增加了更大的挑战，也给了潮流控制提出了更高的要求^[2]。

总而言之，如今的电力系统需要合适的潮流调控的设备和方法来保证电网的稳定运行。结合现今电力网络运行的特点，可以引入由电力电子开关电路构成的补偿控制器对电力系统进行调节和控制。目前有的几种潮流控制器都是可以快速调节以及控制现今电力系统的运行工况和运行参数，用以确保各级电网在各种运行方式下的可靠运行。

1.2国内外研究现状

最初的潮流控制方式是使用的方法是比较古老的机械投切式，比较符合当时的技术水平以及电力普及程度，它只可以在稳态的时候调整部分的线路潮流，再加上动作时间长、响应慢这一系列的不足之处，它难以跟上经济社会的发展。这给我们提出了一个很问题，那就是如何灵活地进行潮流调控。