电力系统的UPFC控制器仿真

资 源 简 介

电力系统的UPFC控制器仿真

详 情 说 明

UPFC（统一潮流控制器）是柔性交流输电系统（FACTS）中的核心设备，能够快速调节线路的电压、阻抗和相角。在MATLAB中搭建UPFC的仿真模型时，通常需要关注以下几个关键环节：

系统建模 电力系统需包含发电机、变压器、传输线路等基础元件，UPFC装置通常并联在输电线路中点。采用Simulink的SimPowerSystems工具箱可快速构建网络拓扑，重点在于UPFC与电网的接口处理。

UPFC控制策略 控制器设计通常采用双环结构：外环（功率/电压控制）生成内环参考信号，内环（电流跟踪控制）通过PWM调制驱动变流器。经典控制算法包括PI调节、模糊逻辑或自适应控制，需在MATLAB中编写S函数或Stateflow逻辑实现动态响应。

变流器仿真细节 UPFC包含串联和并联变流器，需用Universal Bridge模块模拟IGBT开关特性，并通过锁相环（PLL）同步电网相位。注意设置适当的死区时间和采样频率以避免数值振荡。

动态性能验证 通过阶跃扰动测试（如突增负载或短路故障）观察UPFC对潮流的调节速度，关键指标包括电压恢复时间、功率振荡抑制效果。结果可通过Scope模块输出波形，或导出数据到Workspace进行THD分析。

仿真中的常见挑战包括参数整定困难、开关频率引起的谐波失真等，可通过参数灵敏度分析优化控制器增益。进阶研究可结合实时仿真器（如OPAL-RT）进行硬件在环测试。