基于初值估算和潮流可控范围的UPFC潮流收敛特性研究

李生虎，汪 婷，吴 东，张 浩

(1. 合肥工业大学 电气与自动化工程学院，安徽 合肥 230009；2. 国网天津市电力公司检修公司，天津 300232)

0 引言

作为一种柔性交流输电装置，统一潮流控制器UPFC(Unified Power Flow Controller)在美国、韩国和中国得到越来越多的应用[1- 4]。UPFC综合可控串补和可控并补的优点，同时调节母线电压和线路潮流，从而可改善电网潮流分布，提高系统可靠性[5- 6]。

精确潮流建模是UPFC参与电网安全运行控制的前提。文献[7-10]将电网与UPFC变量分开，无需考虑其初值，但是忽略了UPFC结构和控制特性，实用价值有限。文献[11]采用最优潮流模型，建立目标函数对UPFC变量的灵敏度，基于灵敏度更新UPFC变量，将优化和潮流计算迭代求解，计算量较大，且UPFC采用功率注入模型，过于简化。文献[12]将UPFC控制目标和电网潮流约束统一迭代，控制线路有功、无功和节点电压任意组合，算法较为实用。相比独立串补和并补装置，UPFC的结构和控制较为复杂，其潮流收敛性较差，原因如下。

a. 对变流器电压初值敏感。由于UPFC串联等效成电压源相角范围为0～2π，会使收敛性变差[13]。文献[12]根据UPFC控制目标对变量初始化，但是串联变流器电压相角初值的选取可能使得潮流收敛到实际不可行解。目前还未发现文献提出实用公式或经验值来选择UPFC变量初值。

b. UPFC潮流目标不合理。考虑到电网安全和变流器容量有限，当受控线路潮流设置过大时，实际不能实现控制目标，潮流解发散，或者串联变流器电压超过允许上限。因此需要基于给定运行方式，确定潮流可调范围。……