限流式UPFC样机设计与实验研究*

陈 峰，陈晓宇，蔡重凯，江道灼*，李 电

(1.浙江大学电气工程学院，浙江杭州310027;2.国网浙江省电力公司绍兴供电公司，浙江绍兴312000)

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统一潮流控制器是目前综合性能最为强大的柔性交流输电系统装置(flexible alternative current transmittion systems，FACTS)，能对系统潮流、电压和无功进行较为准确和迅速的控制［1-2］。但随着现代电力系统的规模的增大，结构的复杂，其短路容量也迅速增加。因此文献［3-4］也提出UPFC 装置附近发生系统短路时UPFC 设备必须要退出运行，否则其串并联侧的电力电子设备极易因承受系统高电压和短路大电流的冲击而烧毁，对系统产生严重的影响，也难以满足电力系统的要求［5-8］。

为了实现对短路故障的自动隔离切除，将UPFC和固态限流器(solid-state fault current limitter，SSFCL)耦合在一起，组成一种新型FACTS 装置——具有短路限流功能的统一潮流控制器(unified power flow controller with solid-state fault current limiting，限流式UPFC或UPFC-FCL)［9-10］。截止目前，已经有文献对限流式UPFC 的工作原理、设计做出了一定的摸索与研究，显示出限流式UPFC 具有较好的理论前景，但高压的实验样机由于存在以下问题仍然没有完成:①电压等级的提高带来设备绝缘等级的提高，使得设备选型存在困难。②限流式UPFC 系统相对复杂，系统接线以及两端高压电源较难处理。③高压大电流环境对控制系统的干扰对实验产生影响等。

本研究将针对限流式UPFC 样机设计实验方案，分别从系统接线、参数设计、控制系统等方面进行详细设计，环形接线方式有效地降低了实验成本和场地设施;通过参数设计保证设备能安全地应对各种工况;采用分层、开放式且便于移植的控制系统设计模式，提高了控制系统的灵活性及可扩展性;最后通过实验，验证提出设计的有效性。……