潮流控制器结构组成
潮流控制器 电路原理
潮流控制器电路原理潮流控制器是一种用于控制电流的电子设备，它可以根据输入的控制信号来调节电流的大小和方向。
潮流控制器广泛应用于各种电气设备和系统中，例如电力系统、电动机控制、照明系统等。
潮流控制器的电路原理主要由一个或多个能够控制电流的器件（例如半导体器件）和一个控制电路组成。
当控制信号输入时，控制电路会根据输入信号的特性来调节器件的状态，进而控制电流的大小和方向。
常见的潮流控制器电路包括可控硅（thyristor）的电路、场效应管（FET）的电路和晶体管（transistor）的电路等。
可控硅是一种能够控制电流的特殊半导体器件，它由一个PN结和一个控制电极组成。
当控制电极施加正向偏置电压时，可控硅将导通，电流可以通过；而当控制电极施加负向偏置电压或无控制信号时，可控硅将截止，电流无法通过。
因此，通过控制电极施加不同的电压信号，可以控制可控硅导通或截止的状态，进而控制电流的大小和方向。
场效应管（FET）也是一种常见的用于潮流控制的器件。
它由一个栅极、源极和漏极组成。
当栅极施加适当的电压时，FET内部的电场会调节导电的通道的电阻，进而控制电流的流动。
通过改变栅极与源极之间的电压，可以调节通道的电阻，从而控制电流的大小和方向。
晶体管也是一种常见的潮流控制器器件，它由三个层叠的半导体构成。
通常有NPN型和PNP型两种结构。
晶体管的基极、发射极和集电极分别对应FET的栅极、源极和漏极。
通过控制基极与发射极之间的电压，可以控制集电极与发射极之间的电流流动，进而控制电流的大小和方向。
除了以上介绍的器件，潮流控制器的电路原理还涉及到其他的电子元件和电路。
例如电阻器、电容器、电感器等可以用于潮流控制器的电路设计中，以实现对电流的精确控制。
总之，潮流控制器是一种用于调节电流的电子设备。
它的电路原理主要由一个或多个能够控制电流的器件和控制电路组成。
常见的潮流控制器电路包括可控硅的电路、场效应管的电路和晶体管的电路等。
第八章 统一和间接潮流控制器
8 组合型补偿器：统一潮流控制器和线间潮流控制器8.1 引言前面已对输电线路3个运行参数中每一种参数的独立控制分别都进行了描述，这些参数包括输电电压、阻抗和相位角，它们决定了输电线路的运行特性。
从中可以看出，有两种不同的技术途径来实现其控制，只要功能配置齐全，这两种途径均能解决输电系统的补偿和控制问题。
图8-1 常规晶闸管控制的FACTS控制器第1种控制器组合采用常规晶闸管开关阀的无功补偿和抽头调压变压器作为控制器件，图8-1即为这组中典型的几个控制器，它们包括静止无功补偿器(SVC)、晶闸管控制串联电容器（TCSC）及晶闸管控制电压调节器和相位角调节器(TCVR和TCPAR)。
在电路结构上，它们与断路器开关电容器、电抗器和机械抽头调节器是相似的，但前者具有更快的响应速度，并且是在更为复杂的控制下运行。
图8-2基于电压型变流器的FACTS控制器组合第2种控制器组合运用自换相电压型开关变流器，它们能快速地实现静止同步电压源的控制。
如图8-2所示，这一组控制器中包含静止同步补偿器(STATCOM)、静止同步串联补偿器(SSSC)、静止同步电压和相角调节器，它们的运行特性和性能与理想的同步电机相似，几乎能提供实时的响应速度和控制特性。
当它们挂在电网上并联运行时，几乎可以做到与系统电压无关；或当它们串联在线路中时，也能做到与输电电流无关。
但在实际应用中，一般不太用“同步电压调节器”和“同步相角调节器”这两个名词，因为这两个功能通常都能包含在其它控制器之中。
这两种方法最主要的区别在于产生无功功率和交换有功功率的能力不同。
在第1种控制器中，不同的FACTS控制器具有不同的有功和无功交换能力。
如无功补偿器（如SVC和TCSC）不能与交流系统交换有功功率；而对于调节器（如TCVR和TCPAR)而言，若忽略自身的损耗，尽管它们能与交流系统交换有功和无功功率，但它们却不能够产生无功功率，因而也不能提供无功补偿。
第2种控制器与同步发电机的能力相似，在它们与交流系统交换有功和无功功率的同时，它们还能够自动产生或吸收用于交换的无功功率，在实现这些相应功能时，也无需交流电容器或交流电抗器。
潮流控制器 电路原理
潮流控制器电路原理一、引言潮流控制器是一种用于管理和控制电力系统的设备，它能够实现电压和电流的检测与控制、功率因数控制、电压和电流的优化以及保护功能等。
本篇文档将详细介绍潮流控制器的电路原理，以帮助读者更好地理解和掌握其工作原理和应用。
二、电压和电流的检测与控制潮流控制器通过电压和电流传感器对电力系统中的电压和电流进行实时检测。
传感器将检测到的电压和电流信号转换为电信号，然后通过A/D转换器将电信号转换为数字信号。
潮流控制器根据这些数字信号来判断电力系统的运行状态，并实时调整其输出以实现对电压和电流的控制。
三、功率因数控制潮流控制器还具有功率因数控制功能。
它通过对电力系统中电流和电压的相位差进行检测，并根据相位差的大小来调整输出电压的相位，从而实现对功率因数的控制。
这种控制方式可以有效提高电力系统的效率，减少无功功率的损耗。
四、电压和电流的优化潮流控制器还具有电压和电流优化的功能。
它通过对电力系统中电压和电流的波形进行检测和分析，发现其中的谐波成分，并通过相应的算法对谐波进行抑制或消除。
这种优化方式可以有效提高电力系统的稳定性和可靠性，减少谐波对电力系统的影响。
五、保护功能潮流控制器还具有保护功能。
它通过对电力系统中电压和电流的异常情况进行检测和分析，及时发现并处理异常情况，以保护电力系统的正常运行。
同时，潮流控制器还具有过流保护、过压保护等功能，以确保电力系统的安全运行。
六、通信功能潮流控制器还具有通信功能。
它可以通过串口、以太网等方式与其他设备进行通信，实现数据的传输和控制。
这种通信方式可以有效提高电力系统的智能化程度，实现远程监控和管理。
七、总结潮流控制器作为一种重要的电力系统设备，具有电压和电流的检测与控制、功率因数控制、电压和电流的优化以及保护功能等功能。
它的电路原理基于对电力系统中电压和电流的实时检测和分析，通过相应的算法和控制策略实现对电力系统的优化和控制。
同时，潮流控制器还具有通信功能，可以实现与其他设备的远程通信和控制。
统一潮流控制器的控制原理
统一潮流控制器的控制原理
统一潮流控制器（Unified Power Flow Controller，UPFC）是一种灵活交流输电系统控制装置，可以在电力系统中实现对电流、电压和潮流的全面控制。
其控制原理包括以下几个关键方面：
电压控制：UPFC通过调整系列变压器的输出电压来实现对电力系统中的电压控制。
通过改变相位角和幅值，UPFC可以调整电压水平。
电流控制：UPFC能够控制在它所连接的线路上的电流。
通过调整并联变流器的输出电流，UPFC可以实现对线路电流的控制，从而改变功率流向。
相位角控制：UPFC通过调整并联变流器和系列变压器的相位角来控制线路上的相位差。
这对于优化功率流和改善系统稳定性非常重要。
潮流控制：UPFC可以调整线路上的潮流分布。
通过同时控制电压和相位差，UPFC可以引导潮流沿着所需的路径流动，以减轻拥塞或实现潮流分配的优化。
动态响应：UPFC能够在电力系统中提供快速的动态响应。
通过即时调整输出，它可以应对系统的瞬时变化，提高系统的稳定性和动态性能。
协调控制：UPFC可以与其他FACTS（柔性交流输电系统）设备和调度系统协调工作，以实现整体电力系统的优化。
UPFC的控制原理基于先进的电力电子技术，通过调整变压器和变流器的参数来实现对电流和电压的全面控制。
这种灵活性使UPFC 成为提高电力系统性能、减轻拥塞和改善稳定性的有力工具。
UPFC统一潮流控制器
UPFC的结构
并联侧的工作原理 统一潮流控制器并联侧的调节目的有二：一是有功调节， 即稳定直流侧大电容上的电压，从电网吸取有功功率补充 串联侧所需要的有功功率和整个UPFC的有功功率消耗； 二是无功调节，即可以输出无功功率以稳定接入点的端电 压。
并联侧的工作原理 1.无功功率控制模式 在无功功率控制模式下，根据给定值感性或容性无功 的需求，将其转化为无功电流的给定值，将给定值与电流 实际值进行比较，将差值转化为电压作为并联变流器的输 入信号。并联部分可以向系统发送或吸收一定的有功功率 以维持直流电容电压的稳定和满足系统内部的有功功率损 耗。 2.节点电压控制模式 在电压控制模式下，并联部分可以控制接入点的电压， 使其维持在给定值。
UPFC（统一潮流控制器）
Unified Power Flow Controller
报告人：孙冲
• FACTS控制器
FACTS控制技术经数十年的不断发展完善，实现的功能也 日趋强大，FACTS家族也由最初的几种发展到现在的数 十种。最初，FACTS控制技术采用反并联晶闸管控制结 构，这种技术的应用主要有静止无功补偿器(SVC)、可控 串联补偿器（TCSC）、可控移相器（TCPS）等。随着 电力电子技术的进步，出现了基于GTO电压源换流器的新 一代FACTS控制器，主要有串联潮流控制器(SPFC)、静 止移相器(SPS）、高级无功发生器(ASVC)、统一潮流控 制器(UPFC)等，以及最新一代新型控制器：线间潮流控 制器(IPFC)、广义统一潮流控制器(GUPFC)。
3）UPFC对线路谐波的影响
可以看出UPFC对电能质量是有明显的改善作用，对电力 谐波也起到一定的抑制作用，但是必须选取合适的参数， 并加上滤波器，才可以把UPFC向系统注入的谐波减到最 小。
新型统一潮流控制器(UPFC)的研究
新型统一潮流控制器（UPFC）的研究作者：王立龙张静来源：《科技资讯》2014年第04期摘要：传统统一潮流控制器具有造价昂贵且运行费用较高的缺点，新型统一潮流控制器采用混合调压技术和FACTS技术相结合，能够实现传统统一潮流控制器的功能，且大幅降低造价和运行的成本。
分析了新型统一潮流控制器的结构及如何实现潮流控制，并与传统统一潮流控制器在功能和费用方面作了比较分析，最后对新型统一潮流控制器进行了仿真研究。
关键词：统一潮流控制器“Sen”Transformers 潮流控制 MATLAB中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）02（a）-0177-04Abstract：The traditional UPFC with expensive and high operating costs shortcomings，The new hybrid UPFC voltage regulator technology and FACTS technology， It can achieve functional of traditional UPFC，and significantly reduce the cost and operation cost.Analysis of the new structure of UPFC and how to implement flow control，UPFC with traditional comparative analysis in terms of functionality and cost Finally，the new UPFC simulation study in MATLAB.Key Words：UPFC；“Sen” Transformers；Flow Control；MATLAB传统UPFC一般基于电压源型逆变技术，不仅整套装置的造价十分昂贵，而且运行费用也为电力公司难以接受，严重影响了它在电力系统中的实际应用，如何降低UPFC的成本和运行费用成为许多FACTS技术研究者们努力的目标。
7 统一潮流控制器
U+Upq
Upq Qpq Us Upq
P I
Ux X
ρ Ur Upq
Ux Ux0 Ur
Useff=Us +Upq
Useff
δ δ0
传输功率P和受端提供的无功功率-jQr之和为：
U x + U pq − U r P − jQ r = U r jX
*
jπ / 2 j = e = −1 “ *” 表示共轭复数，
ìUPFC传输功率控制范围很宽，与传输角 δ无关
Upq Qpq Us Upq
P I
Ux Us X Ur Ppq Upq ρ pq Upq Useff I
Ux X
Ur
Useff=Us +Upq
Ux Us δeff δ Ur I
ρ Upq
Ux Ux0 Ur
Useff
Useff
δ δ0
‡电压矢量Upq可控幅值范围
Useff Us +σ -σ δ δ0
7.2.4.1 UPFC与可控串联补偿器的比较 l静止同步串联补偿器 在线路中注入一个连续可变的串联补偿电压，该电 压与线路电流正交。 l晶闸管控制的串联电容器 一个或多个模块的串联组合，每个模块都是由一个 电抗器和与之并联的晶闸管组合而成，只要改变串 联补偿电抗的幅值就可改变补偿电压。
U P0 (δ ) = sin δ 式中： X U2 Q0 r (δ ) = − (1 − cos δ ) X 在任一传输角δ下有功功率和无功功率的可控范围 分别为：
2
P0 (δ ) −
U ⋅ U pq maxபைடு நூலகம்X
≤ P0 (δ ) ≤ P0 (δ ) +
U ⋅ U pq max X
UPFC的原理与应用实例
UPFC 的原理与应用实例1、 UPFC 的工作原理图 1 为统一潮流控制器（Unified power flow controller ，UPFC ）的原理图。
由图可以看出UPFC 装置可以看成是由STATCOM 装置和SSSC 装置的直流侧并联而成。
基于变流器的并联型补偿器，如STATCOM 装置，它可以有效地产生无功电流，补偿系统无功功率，维持节点的电压，但是对线路的电压补偿能力较弱；而基于变流器的串联补偿装置，如SSSC 装置，可以有效地补偿输电线路的电压，控制线路的潮流，但是对无功电流的补偿能力不强。
将两个装置综合起来，便组成了UPFC 装置。
它既具有很强的补偿线路电压能力，又有很强的补偿无功功率的能力。
而且还具有在四个象限内吸收、发出有功功率，也可以吸收发出无功功率的作用，具有非常强的控制线路潮流的能力。
sU U 输电线图1 UPFC 的原理图在图1中，右侧的串联部分主要实现的功能有：控制补偿电压Uc 的大小Uc 与相角ρ，相当于可控的同步电压源；并联部分的功能是：提供或者吸收有功功率，为串联部分提供能量支持及进行无功补偿。
因此，UPFC 有多种控制功能：电压调节、串联补偿、相角调节、多功能潮流控制，这也说明了UPFC 具有很强的灵活性。
UPFC 各种功能的实现取决于其控制方法，使用良好的控制方法，可以提高UPFC 改善电力系统的稳定性和传输能力。
从图1就可以看出，UPFC 的控制系统分为两部分，即并联部分的控制和串联部分的控制，其中并联部分的控制目标是使UPFC产生适当的补偿电流矢量i c并维持直流侧电压的稳定，而串联部分的控制目标是使UPFC产生所需要的补偿电压矢量u cref。
图2为串联部分的控制框图。
通过给定串联部分输出的有功功率和无功功率参考值及系统的电压，可以计算出串联部分输出的有功电流分量和无功电流分量的参考值（ip*，iq*）；将UPFC装置串联部分的实际输出有功电流分量（ip，iq）和无功电流参考值比较产生差值，产生的差值经过PI放大器放大，可以得到串联部分补偿电压的大小和相位；限幅器的使用可以防止串联部分出现超限值和低限值补偿，通过锁相环获得系统电压的相角，来计算出串联变流器实际补偿电压的大小和相位，补偿电压的大小和相位产生相应的驱动脉冲来控制变流器的开关器件。
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潮流控制器结构组成
潮流控制器的结构组成主要包括并联补偿的静止同步补偿器(STATCOM)和串联补偿的静止同步串联补偿器(SSSC)。
UPFC（统一潮流控制器）是这两种设备的结合体，其主要由两个电压源型变流器构成，此外还包括直流电容等组成部分。
这两个电压源型变流器通过共用直流侧电容连接，其中一个是通过变压器T1并联接入电网的。
UPFC作为FACTS设备的一种，具有功能全面、吸引力强的特点，既可以将并联变流器作为静止同步补偿器单独运行来补偿系统，也可以通过串、并联双变流器的方式灵活控制电网潮流。