[发明专利]一种基于ADPSS的分布式潮流控制器建模及仿真方法

说明书

一种基于ADPSS的分布式潮流控制器建模及仿真方法，实现分布式潮流控制器在电力系统数字仿真系统ADPSS平台上的电磁暂态仿真，包括步骤：在ADPSS/ETSDAC仿真环境下搭建双回线输电系统仿真模型，利用ADPSS/ETSDAC的UDM功能模块将DPFC装置进行适当的简化，利用等效电压源搭建串联侧变流器等效数学模型，利用MMC平均值模型搭建并联侧变流器等效数学模型。本发明保证仿真规模的前提下，反应了DPFC装置的动静态特性以及对系统潮流的调控功能，保证仿真精度的同时缩短了仿真时间；为DPFC装置能够在实际电网安全稳定运行提供更可靠更全面更精细的理论支持，为分布式潮流控制器的推广应用奠定了基础。

技术领域

本发明涉及电力系统柔性输电建模仿真领域，具体涉及一种基于ADPSS的分布式潮流控制器建模及仿真方法。

背景技术

柔性交流输电技术(Flexible AC Transmission System,FACTS)作为未来二十一世纪输电技术的发展方向，自上世纪九十年代出现以来，得到了极大的发展及世界范围的广泛关注。FACTS技术是利用现代大功率电力电子技术对传统交流电力系统进行的一项重大改革。它借助现代大功率电力电子技术快速调节交流系统中的相角、无功、电抗等参数，以提高交流系统的稳定性、可靠性，使传统的交流输电系统具有更高的柔性和灵活性，充分利用输电系统原有的资源，以满足电力系统安全、可靠和经济运行的目标。

分布式潮流控制器(Distributed Power Flow Controller,DPFC)概念是在2007年提出的，由统一潮流控制器演变而来，将统一潮流控制器原有结构中通过直流电容连接的串并联变流器分开，并利用分布式静止串联补偿器的思想将串联侧分布化。在该拓扑结构基础上，通过3次谐波在串并联变流器之间交换有功功率从而达到综合调节线路潮流的目的。DPFC不仅具备统一潮流控制器所有功能，而且DPFC的单个串联侧变换器的容量比较小，可以使用轻量化的设计方案。

荷兰代尔夫特理工大学的苑志辉提出了DPFC的基本结构，并详细分析了其工作原理，在Matlab/Simulink中建立仿真模型，验证了DPFC原理的正确性及其潮流控制能力。国内武汉理工大学唐爱红教授带领的课题组对DPFC有更深入的研究，并且基于PSCAD/EMTDC仿真平台验证了DPFC装置能达到预期效果。目前基于PSCAD/EMTDC的建模仿真能保证被仿FACTS的精度，也能反映出FACTS的详细动态过程及其动态特性，但仿真规模受限。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有分布式潮流控制器建模仿真存在的上述不足，提供一种基于ADPSS的分布式潮流控制器建模方法，利用ADPSS的电磁暂态计算程序(ETSDAC)对分布式潮流控制器及其所安装的线路进行建模，实现分布式潮流控制器在电力系统数字仿真系统ADPSS平台上的电磁暂态仿真，既能保证DPFC仿真精度，又能兼顾仿真规模，为DPFC装置能够在实际电网安全稳定运行提供更可靠更全面更精细的理论支持。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种基于ADPSS的分布式潮流控制器建模及仿真方法，包括以下步骤：

1)在ADPSS/ETSDAC仿真环境下搭建双回线输电系统仿真模型，送电端电压为Vs，受电端电压为Vr，输电线路首末端的Y-△变压器分别为T₁和T₂，第一输电线路的阻抗为XL₁，第二输电线路的阻抗为XL₂，其中第一输电线路上装有分布式潮流控制器串联侧变流器模型，并联侧三相变流器与送电端通过变压器T_sh相连；

2)在ADPSS/ETSDAC仿真环境下利用UDM功能模块，采用等效电压源，搭建串联侧变流器等效数学模型，串联侧变流器等效数学模型一方面用于在并联侧发出三次谐波，使其自身直流电容电压能够维持稳定，另一方面用于根据系统对基频有功功率需求的响应，来产生相应的基频电压，从而控制线路有功功率；