Описание

UPFC используется для управления потоком степени в системе передачи 500 кВ/230 кВ. Система, соединённая в цикл строения, состоит по существу из пяти шин (B1- B5), соединенных между собой через линии электропередачи (L1, L2, L3) и два блока трансформаторов 500 kV/230 кВ Tr1 и Tr2. Два силовых объектов, расположенные в 230-kV системе, генерируют в общей сложности 1500 МВт, которая передается на 500-kV 15000-MVA эквивалентную и на 200-MW нагрузку, соединенную в шине B3. Модели объекта управления включают регулятор скорости, систему возбуждения, а также стабилизатор степени (PSS). При нормальной операции большая часть 1200-MW мощности степени # 2 экспортируется в 500-kV эквивалент через три 400-MVA трансформатора, соединенных между шинами B4 и B5. Мы рассматриваем случай непредвиденных обстоятельств, когда доступны только два трансформатора из трех (Tr2 = 2 * 400 MVA = 800 MVA).

Используя опцию потока нагрузки блока powergui, модель была инициализирована с объектами # 1 и # 2, генерирующими соответственно 500 МВт и 1000 МВт, и UPFC вне обслуживания (выключатель байпаса закрыт). Результирующий расход степени, получаемый в шинах B1- B5, индицируется красными числами на схеме. Поток нагрузки показывает, что большая часть степени, произведенной установкой # 2, передается через 800-MVA блок трансформаторов (899 МВт из 1000 МВт), остальная часть (101 МВт), циркулирующая в цикле. Поэтому Tr2 трансформатора перегружен на 99 МВА. Пример иллюстрирует, как UPFC может снять эту перегрузку степени.

UPFC, расположенный в правом конце линии L2, используется для управления активными и реактивными степенями в 500-kV шине B3, а также напряжением в шине B_UPFC. Состоит из фазорной модели из двух 100-MVA, основанных на IGBT, преобразователей (один соединён в шунте и один соединён последовательно и оба соединены между собой через шину постоянного тока на стороне постоянного тока и с системой степени переменного тока, через соединительные реакторы и трансформаторы). Параметры компонентов степени UPFC приведены в диалоговом окне. Последовательный преобразователь может вводить максимум 10% номинального напряжения от линии до земли (28,87 кВ) последовательно с линейным L2. Синие цифры на схеме показывают поток степени с UPFC в обслуживании и управление B3 активными и реактивными степенями соответственно на 687 МВт и -27 Мвар.

Симуляция

Активные и реактивные степени UPFC устанавливаются в блоках, маркированных «Pref (pu)» и «Qref (pu)». Первоначально выключатель Bypass закрыт, и результирующий естественный расход степени на шине B3 составляет 587 МВт и -27 Мвар. Блок Pref запрограммирован с начальной активной степенью 5,87 pu, соответствующей естественному потоку. Затем при t = 10 с Pref увеличивается на 1 pu (100 МВт), с 5,87 pu до 6,87 pu, в то время как Qref поддерживается постоянным при -0,27 pu.

Запустите симуляцию и посмотрите на возможности UPFC, как P и Q измерялись на шине, B3 следовать ссылочным значениям. На t = 5 с, когда Байпасный выключатель открыт, естественная степень отводится от Байпасного выключателя к ветви серии UPFC без заметного переходного процесса. При t = 10 с степень увеличивается со скоростью 1 пу/с. Требуется одну секунду, чтобы степень увеличилась до 687 МВт. Это 100 МВт увеличение активной степени на шине B3 достигается путем впрыска последовательного напряжения 0,089 pu с углом 94 степеней. Это приводит к приблизительно 100 МВт снижению активной степени, протекающей через Tr2 (с 899 МВт до 796 МВт), которая теперь несет приемлемую нагрузку. Смотрите изменения активных степеней в шинах, B1 для B5 на возможностях линий VPQ.