[发明专利]一种确定分布式潮流控制器3次谐波电流取值范围的方法

说明书

本发明属于智能电网运行与稳定控制技术领域。具体涉及一种确定分布式潮流控制器3次谐波电流取值范围的方法，以保障含分布式潮流控制器系统的安全稳定经济运行。3次谐波电流是分布式潮流控制器功能实现的重要参量。本发明提出了3次谐波电流与输电线路输送容量、并联侧变压器中性点绝缘电压、并联侧单相变流器3次谐波输出效率等的数学关系，总结出求取经济安全3次谐波电流取值范围的方法，为装置参数设计提供了理论依据和参考。

技术领域

本发明属于智能电网运行与稳定控制技术领域。具体涉及一种确定分布式潮流控制器3次谐波电流取值范围的方法，以保障含分布式潮流控制器系统的安全稳定经济运行。

背景技术

分布式潮流控制器(Distributed Power Flow Controller，DPFC)具备电压等级低、功率小、冗余度高、投资小和功能更强大的优点，其强大功能是由3次谐波电流通过输电线路进行串并联侧能量交换而实现的。3次谐波电流由DPFC并联侧单相换流器发出，在变压器、线路上会产生3次谐波压降以及3次谐波损耗。额外的损耗不仅使线路发热增加从而限制线路输送容量，还会降低并联侧单相换流器的输出效率；线路上的3次谐波压降附加在变压器中性点上，当其高于变压器中性点绝缘电压水平时，将加快变压器绝缘老化并对其造成直接破坏。由此可知，3次谐波电流的选取直接影响到电力系统的运行效率、寿命以及其经济性，合理地选择3次谐波电流是电力系统可持续地高效运行的重要保证。

本发明将综合考虑3次谐波电流与输电线路输送容量、3次谐波电流与并联侧变压器中性点绝缘电压、并联侧单相变流器3次谐波输出效率与并联侧变压器中性点绝缘电压等的数学关系，得出3次谐波电流的取值范围，保障含DPFC电力系统安全经济稳定运行。

发明内容

本发明采用如下技术方案：

一种确定分布式潮流控制器3次谐波电流取值范围的方法，其特征在于，包括包括基于输送容量约束条件、基于变压器中性点电压安全约束条件、以及基于并联侧单相变流器经济运行约束条件的3次谐波电流取值范围，具体包括

步骤1、在ADPSS仿真平台中搭建单机无穷大系统，包含线路首末两个发电机G1、G2；以及分别与之相连的Δ-Y变压器T₁、Y-Δ变压器T₄；母线4条；

步骤2、分别计算三种约束条件的3次谐波电流取值范围，具体包括

步骤2.1、在装有DPFC装置的单机无穷大系统中，控制首端电压V₁为设定值，并使的幅值为V_se1.max为设定值，通过使的相角在360度范围内变化，得到DPFC的潮流控制椭圆域；

步骤2.2、通过改变3次谐波电流I₃的大小，分别计算出I₃与中性点3次谐波电压V_n3、串联侧3次谐波电压V_se3以及并联侧单相换流器效率η的关系，可得，当I₃单调递增时，η与V_se3单调递减，而V_n3先减后增，导致同一个V_n3对应的I₃的值有两个，而且在V_n3单调递增的区域里取I₃的值会使η较小；

步骤2.3、通过仿真数据得基波电流I₁，串联侧基波电压V_se1，串联侧基波有功P_se1，V₂保持220kV不变，定义线路最大载流量为I_max为；

线路最大潮流可表示为：

S_L.max＝V₂I_1.max (22)