指针式高压兆欧表的探讨

　　指针式高压兆欧表的探讨
　　*近几年，国内外对潮流计算和优化领域中UPFC的数学模型的研究兴趣一直在增加，并取得了一些成果。已经提出的UPFC的潮流计算模型主要有以下几种形式：电压源（电流源）模型、功率注入模型、阻抗型模型、解偶型模型。解偶模型的应用只限于UPFC的特定运行方式，其它模型在求解时需要修改功率不平衡向量和雅可比矩阵，并降低了收敛速度。已经提出的这些UPFC的潮流计算模型绝大多数都是结合牛顿-拉夫逊法来求解电网潮流，原因是牛顿-拉夫逊法具有二次收敛的特性，对于含有UPFC等FACTS装置的电力系统，牛拉法同样有较好的收敛特性，并适合用于需要较**潮流解且规模较大的电力系统。
　　在电力系统中，快速解偶法是另一种被广泛使用、收敛可靠的潮流算法。UPFC主要用于高压和超高压电网，这些网络中的线路电阻远小于电抗，且进行潮流控制的一般是网络中的主干线或联络线，适合用快速解偶法计算电网的潮流。但是如何建立合适的含UPFC的快速解偶形式的电网稳态潮流计算模型，迄今为止报道很少，仅见文献[8，9]，主要的原因是网络中加入UPFC后，若采用快速解偶算法计算潮流，则只能进行序列交替迭代来计及UPFC的影响，而在UPFC的等效电路中电压源的相角范围是从0到2，这将不可避免地引起采用电源模型的含UPFC的潮流计算的振荡，并使由牛顿-拉夫逊法到快速解偶法的简化条件变弱，这些都使得迭代次数增加、收敛性能变差。文献[8]列出了UPFC的潮流控制和约束方程组，以及含UPFC的电网潮流方程，通过由牛顿-拉夫逊法推导出快速解偶法一样的简化方式，得出了含UPFC的快速解偶形式的潮流计算模型，该算法在修正方程的系数矩阵中引入了可变元素，使快速解偶法的优点被削弱，且收敛性能较差；文献[9]列出了一种含UPFC的电网节点功率平衡方程，在一定假设条件下，将修正方程的雅可比矩阵经过两次简化，得到与常规快速解偶法完全相同的系数矩阵，该算法只是用于UPFC的控制参数已知的情况下计算电网的潮流分布，简化过程中所作假设也有一定的局限性，应用范围较小。
　　本文基于新的功率注入模型，指针式高压兆欧表的探讨，增加由两个支路边界条件组成的方程组，通过两个交替迭代过程*终求出电网潮流和UPFC的控制参数。迭代中使用的系数矩阵与常规快速解偶算法完全一样，保留了原有快速解偶算法的优点，不仅可大量用在规划设计等离线计算中，在**分析和实时控制等在线计算中也能得到广泛应用。
　　1UPFC的工作原理
　　UPFC的工作原理由两个背靠背的电压源型换流器组成，两个换流器通过一普通直流环节（电容器组）连接起来，换流器1在UPFC输入端由一个并联变压器耦合到系统中，换流器2由一个与线路串联的变压器耦合到线路中，直流环节电压可维持不变。换流器2通过向线路注入一个大小和相位可控的交流电压而实现UPFC的主要功能，它可以向线路注入有功和无功功率，无功功率由换流器2自身提供，有功功率由换流器1通过直流环节提供，因此换流器1从系统吸收的有功功率等于两个换流器的损耗加上换流器2所需要的有功功率之和。换流器1剩余的容量可用来向系统提供无功功率以维持输入端电压水平。
　　2UPFC的等效电路
　　1）UPFC的串联部分被等效为一个理想电压源VS，UPFC的并联部分被等效为一个理