1. 研究目的与意义
随着电力工业的发展与实际需要，且新的高压输电线路存在受环境印象、电磁场对生物有不利影响、线路建设上的矛盾等问题，需要一类能够具备从内部调整电力网络调整系统状态、提高系统稳定性来的增强电网输电效率的能力，同时实现对系统的动态问题处理的统一化、便捷化的控制模块，这便促使灵活交流输电系统（FASTS）的研究。不同于其中可控硅控制的串联补偿（TCSC）仅控制线路的阻抗、可控硅控制的移相器（TCPS）仅控制线路的功率角,统一潮流控制器（UPFC）能在系统局部实现电压调节与串联补偿作用、并联补偿作用、移相作用的综合作用，从而实现潮流控制、提高系统小干扰稳定性等功能。UPFC凭借其性能自出现以来便引起的众多学者研究，了解并拓展UPFC在电力系统中的应用早已成为一个热点问题，使得充分地了解UPFC在电力系统中的功能变得愈加重要。
2. 课题关键问题和重难点
UPFC在电力系统中所能担当的工作众多且存在被发掘出新用途的可能性，需要大量、多方面地查阅、搜寻UPFC的相关资料，需要掌握UPFC中各部分的作用及具体构造，做到在电路、仿真部分能够迅速发现问题部分并加以替换、优化。
鉴于UPFC能够有选择地做到同时控制线路地基本参数（电压、阻抗、相角）、交替空红线路上的有功和无功潮流、独立地提供无功补偿，在实际运用时要求能够理清模拟电力系统中各电路参数之间的关系，以此采用或选择合适的数学模型。且根据UPFC特点之一，它注入系统的无功功率是其本身装置控制和产生的，但注入系统的有功必须通过直流回路由并联回路SRARCOM传回串联回路SSSC。
MATLAB中则会使用Simulink及其它工具搭建仿真模型，建立并推导在电压源型变流器下的统一潮流控制器数学模型，搭配上相应电路，研究UPFC在应用到模拟电力系统后对电力系统中电能质量的影响。
3. 国内外研究现状（文献综述）
美国电力（AEP）、西屋公司（WESTING HPUSE）、及美国电力科学研究院（EPRI）合作，研制并装设了目前世界上第一台UPFC装置，虽然其不及我国创造的容量为75万千伏安、电压等级为500千伏的世界上电压等级最高、容量最大的UPFC工程，但在当时及之后的一段时间内，其与典型的TCSC相比极小的占地大小、对工人来说极其便捷的管理方式和在增大送往一个农村煤矿地区电力的同时还为一个邻近的工业城市保证电压支持与改进系统可靠性的强大功能，使得国内外的电力系统、电力电子、控制等领域的专家，在UPFC的理论、建模、分析、控制、工程实现等方面进行了大量的研究工作，并且取得了一系列的研究和实践成果。
在FACTS装置中，基于文献[1]中UPFC的介绍，如TCSC只控制线路阻抗、TCPS只控制线路的功率角，功其能单一，在面对有多样化需求的环境时存在加大安装、调试工作量以及资金浪费的问题，相对的，统一潮流控制器的基本思想是用一种统一的可控硅控制装置，仅仅通过控制规律的变化，就能分别或同时实现多种作用[2]。统一潮流控制器的系统构成主要包括主电路（串联部分SSSC、并联部分STATCOM）和控制部分两个部分，其中串联部分可以对部分区域的电压进行补偿1，使线路中较敏感的负荷端电压满足要求；并联部分可以对线路中电流进行补偿；控制部分通过适当、合理的控制策略实现对并联和串联部分中的可控器件进行通断控制。其中并联侧主要有：1）无功功率控制：运行时向控制系统输入其与系统交换武功的期望设定值；2）母线电压控制：通过换流器与系统进行动态的无功交换，以实现维持并联侧母线电压恒定[3]。串联侧可等效为一串的可控电压源，通过控制电压源的幅和相角以按照预期的形式控制目标。这种串联和并联相结合的设备可以使串并联设备各自独立而使用共同的控制单元实现两设备的协调控制，同时两设备存在物理上的联接通道，能够进行有功功率交换.
串联侧向系统注入电压的幅值和相角取决于其控制方式，控制方式主要有四种[3]：1.）线路段电压控制：串联侧注入电压相位和线路端相同，实现通过控制注入电压正负来间接控制线路电压；2）串联补偿控制：由于从换流处注入一个与线路电流相垂直的电压时串联换流器在线路上可等效为一个电感或电容，以此达到控制目的；3）相角控制：串联侧在维持接入点两侧电压幅值相同的情况下，可通过调节电压相位差以调节线路有功功率；4）综合控制：按上述三种控制方式综合改变串联侧的电压幅值和相角来实现对输电线路上的有功、无功潮流的精准控制[4]。
4. 研究方案
首先详细分析UPFC的基本原理和工作模式，并在此基础上建立统一潮流控制器(UPFC)的动态数学模型，总结分析UPFC的控制策略。
目前对于UPFC来说，潮流的计算方法可用两个电源模型，即用连个可控的电源来等效UPFC的串联部分和并联部分，通过改变串联和并联部分的参数变化来调节、控制电力系统的运行状态。改善电力系统运行状态是UPFC开发的出发点，因此UPFC必须融入系统之中进行考虑，潮流控制、电压控制、暂态稳定控制、阻尼控制是其被设计出来的主要目标，对含UPFC的系统的研究需要以MATLAB为基础并适当搭配其他试验方法。在分析时可适当的对比UPFC和传统FACTS技术的差异。
目前已有的含UPFC潮流计算方法依据参考文献论证存在UPFC并联变压器不与母线直接连接，此会导致注入点和流出点的有功功率不等、UPFC的潮流计算受到容量限制、当UPFC并联侧换流器达到容量限值或并联换流器控制目标从定交流母线电压变为定无功功率时，交流母线电压不再恒定，此时无法按常规程序进行潮流计算。
5. 工作计划
第1周 在接受到题目之后查阅和研读大量关于统一潮流控制器（UPFC）方面的资料，目前存在的主要问题和国内外的解决方法；
第2周 借助所学知识及辅助工具完成对英文资料的翻译，并且对内部核心论点进行初步了解；
第3周 二次筛选资料，结合翻译文献的核心完成开题报告，完成修改提交工作；
以上是毕业论文开题报告，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
