Труды КНЦ вып.9 (ЭНЕРГЕТИКА вып. 3/2018(9))

На рисунке 12 приведены схема и диаграммы, поясняющие принцип работы объединенного (параллельно-последовательного) регулятора потоков мощности на основе преобразователей напряжения параллельного и последовательного включения, объединённых по цепям постоянного тока (англ. Unified Power Flow Controller (UPFC)), на примере ОРПМ, подключенного к транзитной (магистральной) ЛЭП [2, 14, 26]. ОРПМ является самым функциональным из FACTS устройств. Он позволяет регулировать как амплитуду вектора вольтодобавочного напряжения ивд, так и его угол ф — от 0 до 360° (см. рис. 12, б). При работе в секторе I и II P- Q диаграммы (рис. 12, в) ОРПМ отдает в линию через ВДТ активную мощность, потребляя ее от ПТ. В секторах III, IV ОРПН потребляет активную мощность через ВДТ и отдает ее через ИНВ 1 и ПТ в питающую линию. Управление потоками мощности осуществляется за счет формирования с помощью вольтодобавочного напряжения ивд, вектор которого сдвинут относительно вектора напряжения Ui на угол ф, вектора напряжения в начале линии электропередачи U 2 . Регулируя амплитуду и фазовый угол ф вектора вольтодобавочного напряжения можно изменять соотношение амплитуд напряжений в начале U 2 и в конце U линии, а также угол S между ними (рис. 1 2 , а, б). Тем самым можно осуществлять управление потоками активной P и реактивной Q мощности, передаваемой по линии, в соответствии с выражениями: _ U х U х sin S X тт а Q = U2(U2 - U3 х cos S ) X где X — реактивное сопротивление ЛЭП [26]. Векторные диаграммы, поясняющие различные режимы регулирования вольтодобавочного напряжения, которые могут использоваться в ОРПМ, приведены на рисунке 13. Можно выделить четыре режима регулирования [2, 27]: режим регулирования амплитуды напряжения (рис. 13, а), когда вектор ВДН AU формируется в фазе с напряжением линии; режим реактивной компенсации (рис. 13, б), при котором вектор вольтодобавки ±Uc ортогонален току линии I ; режим фазового сдвига, при котором вектор ВДН ±Ua сдвигает вектор напряжения линии на угол ±о (рис. 13, в) и режим одновременного управления напряжением, импедансом и углом [2], при котором вектор ВДН Uвд может иметь произвольное направление и амплитуду (рис. 13, г). Четвертый режим регулирования вектора вольтодобавочного напряжения возможен только в ОРПМ и не может быть выполнен никаким другим FACTS устройством. Таким образом, ОРПМ позволяет управлять потоками активной и реактивной мощности, ограничивать токовые перегрузки ЛЭП, увеличивать пропускную способность линии и статическую и динамическую устойчивость сети. Пример функциональной схемы ОРПН приведен на рисунке 14 [7]. 101