1. 研究目的与意义（文献综述）

电能是现代文明的基础，是现今人类生活中必不可少的能源。就目前来看，电力系统的发展方向是超高压、远距离输电，高度自动化，跨区域互联等。随着技术的发展和需求的提高，我国不断提高了资源优化配置及利用率和区域互联范围，管理与运营模式都得到了改进。电网区域互联使得能源被合理运用、错开用电高峰、互为备用增强防范事故能力、能提高供电稳定性和电能质量。但随之也出现了一些问题，需要技术上的跟进。如需要控制功率的流动、保证电能的有效利用、提高系统抗干扰能力等。柔性交流输电技术(flexible alternative current transmission systems，facts)概念是由美国电力科学研究院n. g. hingorani博士首先提出的， facts技术是通过应用各种电力电子控制装置，再结合先进控制理论与计算机技术对电力系统潮流进行控制以提高供电的可靠性、提高系统运行经济型、减少系统装机容量、合理利用能源等。比起pss、串并联电容电抗等控制方式具有更好的快速性、灵活性与适应性。值得一提的是，facts技术要解决的核心问题是潮流控制与改善系统稳定性以提高传输能力。就实际来说upfc（统一潮流控制器）是最好的灵活输电方式的一种，它可以用于交流输电网中的功率流控制，允许同时控制母线电压和线路的有功和无功功率，因此得到了广泛的研究与应用，是近20年来发展最迅速的技术之一。然而，upfc成本较高，且由于并联侧采用共用电容，这样一来，若某个vsc出现问题，那么可能导致大量vsc无法工作，这样upfc工作的可靠性就不理想了。因此现在国内外正在对此进行研究，希望研究出一种既具有upfc的强大调控功能又能满足其可靠性与成本要求。目前已有不少专家学者提出了自己的解决思路，但是尚未有系统的的技术来解决这个问题。

美国电力电子专家deepak divan 教授在2004年提出了分布式柔性交流输电系统(d-facts)的概念，以解决facts大容量、高成本难以广泛使用的问题。目前国内外有专家学者提出探索研究dpfc（distributed power-flow controller 分布式潮流控制器）。2010年zhihui yuan曾提起提高dpfc（分布式潮流控制器）供电可靠性的方法，目前国内研究单位很少，武汉理工大学自动化学院是其中之一并有一定的研究成果。dpfc的功能就是用于调节所在母线的电压和配送端的有功无功功率传输并进行动态控制。dpfc来源于统一潮流控制器(upfc），可以将dpfc视为具有消除的常见直流链路的upfc。分流器和串联变换器之间的有功功率交换（通过upfc中的公共直流链路）现在通过三次谐波频率的传输线路。 dpfc采用分布式facts（d-facts）概念，即在upfc中使用多个小尺寸单相变换器代替一个大尺寸三相串联变换器。大量的串联转换器提供冗余，从而提高了系统的可靠性。由于d-facts转换器是单相的并且相对于地面是浮动的，因此相间不需要高电压隔离。因此，dpfc系统的成本低于upfc。 dpfc具有与upfc相同的控制能力，包括线路阻抗，传输角度和总线电压的调整。

dpfc同upfc相比而言， dpfc就是把upfc并联侧的公共电容去掉，改成两个独立电容。dpfc包含串并联变流器，三次谐波通路电路。其基础就是装置是vsc(voltage source converter电压源型变流器），将其串并联然后再加上拓补电路）这样一来各个变流器可以独立运行，即使其中一个坏掉，也不至于使得整个系统发生故障，大大提高了供电的可靠性。

2. 研究的基本内容与方案

此次设计将先介绍下upfc与dpfc之间的联系与不同，并分析dpfc相较于upfc的优点及其原因。dpfc包含串并联变流器，三次谐波通路电路。变流器按照其变流前后类型分为四种：ac-dc、ac-ac、dc-dc、dc-ac。dc-ac一般被称作无源逆变，facts设备常用这种方式。ac-dc、dc-ac根据其直流侧电压极型或电流极性是否改变，又分为vsc（voltage source converter电压源型变流器）和csc（voltage source converter电流源型变流器），此次论文研究将采用电压原型变流器。dpfc大概结构如下

dpfc简化原理图

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，在电脑上安装所要使用的软件，然后借阅相应书籍掌握软件的使用。明确要研究的方向与所要达到的目标。

第4-6周：开始查阅资料对所要研究的进行理论上的学习分析，将一些重要的知识点记录下来，整理在一起，将所要搭建的模型的原理贯彻理解。

第7-9周：开始着手搭建所提到的仿真模型，与理论上的结果进行对比，找出并记录遇到的问题及解决办法。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] ivo m. martins, fernando a. silva, sónia f. pinto, isménio e. martins, sliding mode active and reactive power decoupled control for distributed power flow controllers[j].electric power systems research, 2014.

[2] minyuan guan, wulue pan, jing zhang, quanrui hao, jingzhou chen, xiang zheng. synchronous generator emulation control strategy for voltage source converter (vsc) stations[j].ieee. 2015.

[3] jinjiao lin. coordination strategy and its realization of upfc control protection system and power grid protection for improving fault ride-through capability[a]. ieee beijing section.proceedings of 2017 international electrical and energy conference (cieec 2017)[c].ieee beijing section, 2017:7.