統一潮流控制器與串補對線路保護影響的比較分析

謝 華, 潘 磊， 趙青春，戴光武， 徐曉春

(南京南瑞繼保電氣有限公司，江蘇 南京 211102)

?

統一潮流控制器與串補對線路保護影響的比較分析

謝 華, 潘 磊， 趙青春，戴光武， 徐曉春

(南京南瑞繼保電氣有限公司，江蘇 南京 211102)

統一潮流控制器(UPFC)通過串聯變壓器在輸電線路注入幅值和相角均可控的電壓矢量，等效串聯接入電容或電感，從而提高電網輸送效率。與此相似，輸電線路通過接入串補可提升線路的輸送能力。目前串補在超高壓輸電線路上有著廣泛應用，串補對保護的影響有完備的處理措施，而UPFC這一全新電力電子設備接入系統后對周邊系統及保護的影響尚無深入研究。本文通過比較分析UPFC與串補接入系統后電氣特征、對保護的影響及相應的保護配置等方面的異同，明確UPFC在各種運行情況下的等效特性以及保護適應性解決策略，為UPFC接入后系統的穩定可靠運行奠定基礎。

UPFC，串補，等效特性，保護配置

0 引言

隨著電力系統輸電走廊的日趨飽和，依靠建設新的輸電線路增加輸送容量將會越來越困難，大型互聯網絡提高電網輸送功率、降低損耗等需求成為迫切需要解決的難點，采用新型柔性交流輸電系統(FACTS)裝置改善系統運行工況，提高電網輸送容量是一個現實且理想的選擇。第三代FACTS設備的典型代表統一潮流控制器(UPFC)是迄今為止功能最全面的FACTS裝置，能分別實現并聯補償、串聯補償、移相和端電壓調節等多種基本功能[1]。隨著2015年南京220 kV西環網UPFC工程的成功投運[2]，國內正逐步開展UPFC技術的規模性以及在更高電壓等級系統中推廣應用的各項研究，UPFC接入系統后帶來的影響成為當前的研究熱點之一[3-6]。

目前國內外針對UPFC研究多集中在對UPFC本體的控制策略、系統架構的研究[7]：譬如通過對UPFC充電策略的控制以及串聯側換流器零功率閉鎖等措施，實現UPFC的平滑啟停，降低對交流系統干擾[8]；針對南京西環網UPFC保護系統架構和配置進行研究，給出適合工程應用的最終方案架構[9]。但是，針對UPFC電氣特性以及對系統帶來的影響分析研究相對較少。

UPFC設備接入系統后，其通過串聯變壓器向線路注入幅值和相角均可控的電壓矢量，UPFC設備的接入改變了輸電線路阻抗均勻分布的基本特征，在UPFC接入點出現了電氣量的躍變點，等效于在UPFC接入點串聯特性可變的阻抗，從而對系統中的繼電保護設備帶來影響[10]。與目前系統中廣泛應用的串聯電容補償設備相比，UPFC在某些運行情況下特性與串補相似，且對于繼電保護設備而言，一般更為關注UPFC等效呈現容抗特性時對系統的影響。現場運維和管理人員對UPFC接入系統后的外在特性以及對線路保護的影響尚未建立直觀的認識。本文以此為出發點，描述UPFC與串補接入系統后的特性及對保護影響的異同，給相關人員提供參考。

1 UPFC與串補基本系統結構

1.1 串補系統結構

串補設備通過串聯在高壓輸電線路上，可以補償線路電抗，縮短交流傳輸的電氣距離，提高線路送電能力，同時降低線路輸送損耗。串補在區域聯絡線等重要線路上得到了廣泛應用，如特高壓示范工程擴建工程、錫盟—北京東特高壓雙回輸電線路、天生橋—平果超高壓線路等，均安裝了串補。一般而言，串聯電容器容抗是應用于補償輸電線路電抗的40%～60%左右。串補系統的整體結構如圖 1所示。

圖1 固定串聯電容補償設備結構Fig.1 Structure of fixed series capacitor compensation equipment

串聯電容補償裝置主要由電容器組及其附加的保護、控制等設備組成。電容器組C是串補裝置的主要設備，通常由多個電容器元件按照一定的規律串并聯連接而成。MOV是一個金屬氧化鋅非線性電阻器，構成電容器的過電壓保護，有穩定的限壓及能量特性。Q模塊是為MOV提供保護的強制觸發放電間隙(GAP)，其主要功能是：在一定的條件下(如當MOV兩端壓降或其吸收的能量超過預定值)迅速擊穿以旁路電容器組和MOV，防止MOV過熱損壞，也保護電容器組免受過電壓的損害。旁路斷路器S用于手動投退串聯電容器組，方便電容及其保護設備的維護檢修。其另一個作用是在旁路間隙擊穿以后，由旁路斷路器短路間隙使其滅弧。阻尼電路D用于抑制在串補保護動作過程中所產生的高頻高能放電電流，其結構為由電感和電阻構成的阻尼裝置。當旁路開關閉合或電容重投時，會產生大量高頻暫態電流，阻尼回路可在較短時間內消除這些高頻分量。

在正常運行情況下，串補裝置呈現固定的容抗值，等效減小了整條線路的電抗，從而起到改變潮流分布的作用，提升本線路的輸送功率。串補電容沒有復雜的控制環節，其運行特性相對較為簡單。

1.2 UPFC系統結構

實現單回線路控制的UPFC系統整體架構如圖 2所示，它由2個背靠背的電壓源換流器構成，2個背靠背的換流器共用直流母線，二者都通過聯接變壓器接入系統，其中，換流器1對應的聯接變壓器以并聯形式接入，換流器2對應的聯接變壓器以串聯形式接入。

換流器2的功能是通過串聯聯接的變壓器向線路注入幅值和相角均可控的電壓矢量，可同時或有選擇性地調節線路上的電壓、阻抗和相角；換流器1的功能是通過公共直流母線提供或吸收換流器2所需要的有功功率，以維持串聯變壓器與線路之間的有功功率交換。除了換流器2能與系統進行有功和無功功率的交換外，換流器1也可同時發出或吸收無功功率，為系統提供獨立的并聯無功補償。

UPFC配置了完備的保護措施應對交流系統故障[11,12]，當交流系統發生故障、閥側感受到的電流大于UPFC保護動作定值時，將觸發高壓側旁路開關、低壓側旁路開關閉合，觸發晶閘管旁路開關導通閉合，晶閘管旁路開關閉合時間一般小于2 ms。

串聯換流器串聯注入電壓總是直接或間接影響輸電線路潮流，其串聯注入電壓的幅值和相位由UPFC在潮流控制時所選擇的控制方式來確定，其控制方式主要包括[13]以下幾種。

(1) 線路端電壓控制：控制串聯變壓器注入與線路端電壓相位相同、幅值可調的交流電壓，改變線路端電壓的幅值，可以調節線路端電壓運行在正常的范圍內，與調節變壓器分接頭的作用相同，但其為平滑調節，變壓器分接頭為有級調節。

(2) 線路電抗控制：控制串聯變壓器注入的電壓向量與線路電流垂直，等效于在線路中串聯恒定電抗，可以是容抗或感抗，可連續調節，在合適控制下不會發生LC振蕩，對補償線路感抗、增強系統傳輸功率極限、提高電力系統穩定性等非常有效。

(3) 相角控制：理想的移相控制器，在不必調控輸電線路兩端母線電壓的情況下，可連續調控輸電線路傳輸有功功率的大小，使電力系統潮流方向以及大小經濟合理。

(4) 自動潮流控制：串聯變壓器注入的電壓幅值和相位都是可控的，能使線路產生期望的有功和無功功率。含有UPFC的線路對電力系統的其他部分而言，可視為一種高阻抗電源，能輸出或吸收有功和無功功率。這種運行模式是其他FACTS裝置無法實現的。

2 UPFC與串補運行特性差異比較

為了有效評估UPFC和串補設備接入系統后對系統電氣特性的影響，進而研究相關線路保護受到的影響，須重點分析在各種運行情況下此類串聯接入設備等效外在特性。

2.1 串補系統各種運行方式下等效特性

對于含串補的輸電線路，在正常輸送潮流時，MOV中基本不會流過電流，串補設備整體呈現容抗特性，且該容抗值相對固定。當系統發生故障，串補設備流過的電流增大時，隨著串補兩端電壓降的變化，MOV呈現出非線性阻抗的特征，兩端電壓降越大，MOV等效阻抗越小，計及MOV特性的整體等效阻抗可以等效為電阻與電容串聯的形式，該電阻和電容隨著串補兩端電壓變化而發生改變。串補電流定值達到GAP擊穿定值的情況下，GAP導通從而將電容兩端旁路，此時串補的整體等效阻抗基本為0。在系統各種運行方式下串補整體主要呈現如下3種狀態。

(1) 線性方式：當電容器兩端電壓小于MOV的導通電壓時，串補裝置可以認為是一線性電容器；

(2) MOV導通方式：MOV處于導通狀態，串補裝置的容抗減小，其特性為與電流相關的非線性阻抗；

(3) 旁路方式：滿足一定的條件觸發間隙將串補電容器組旁路，或者旁路斷路器動作閉合，串補裝置被旁路。

(4) 串補在各種運行方式下其整體等效容抗值小于等于電容器組整體容抗，且根據當前電流值能夠基本推知串補整體的等效特性。

2.2 UPFC各種運行方式下等效特性

在電力系統應用中，UPFC的主要目的是進行有功功率的調整控制，通過串聯變壓器輸入附加串聯電動勢改變線路電壓的大小和相位，相當于在線路中間串聯接入可變的電感或者電容，通過改變線路參數實現對潮流的控制。串聯接入設備改變了線路阻抗隨長度均勻變化的特征，對于線路保護影響較大。一般情況下，如果串聯接入設備呈現電感特性，將對后備距離保護等動作靈敏度帶來影響；而串聯接入設備呈現電容特性，則會造成主保護動作靈敏度下降、后備保護拒動或誤動等一系列問題。因此，一般更為關注UPFC在等效呈現電容特性時的特征。

UPFC可以等效為可變電壓源串聯接入線路，等效阻抗值取決于其注入電壓源的大小以及當前線路的電流值，下面推導正常運行情況下UPFC提升輸送功率時等效容抗與線路阻抗的相對關系。

(1)

根據有功功率表達式，注入的電壓超前首端電壓，可以提升線路的輸送功率，當超前90°時，提升有功功率的效率最高，采用串聯補償的方式下，串聯變壓器不向系統中注入有功功率。

假定按照線路電抗控制模式調節功率，即控制串聯變壓器注入的電壓向量與線路電流垂直，UPFC等效阻抗可按如下方式進行計算。

(2)

(3)

在實際系統中，若考慮兩端系統阻抗，則UPFC等效阻抗表示為：

(4)

基于式(4)可知，系統提升功率時，UPFC串聯接入系統中的電抗等效呈現電容特性，其等效容抗值有如下規律：

(1) 在固定系統運行方式下，UPFC串聯接入系統的電勢越高，UPFC等效容抗值越大，相應提升的線路功率也越高；

(2) 考慮線路兩側系統等效阻抗情況下，提升功率運行時，UPFC等效容抗會出現大于線路阻抗的情況。

在降低輸送功率時，UPFC整體呈現電感特性，此處不加贅述。

系統故障情況下，若流過UPFC閥側的電流大于保護動作定值，則晶閘管旁路開關(TBS)將在2 ms左右閉合，TBS閉合后等效于將串聯變壓器漏抗串聯接入系統中，對于保護影響相對較小。當網側旁路開關閉合后，UPFC徹底與系統隔離，其等效阻抗接近于0。

若在遠離UPFC安裝線路發生故障或者發生高阻等接地故障，此時UPFC閥側感受到的電流相對較小，將仍按照設定的控制目標進行調節，此時UPFC等效阻抗與故障時刻的電流密切相關。

基于此，UPFC在各種運行情況下，將呈現如下幾種特征：

(1) UPFC正常提升線路輸送功率，呈現容抗特性；

(2) UPFC正常限制線路輸送功率，呈現感抗特性；

(3) UPFC流過較大電流，閥側晶閘管旁路開關動作，一般在2 ms以內，此時等效于將串聯變壓器漏抗串聯接入系統中；

(4) UPFC網側旁路開關動作，一般在100 ms以內，網側旁路開關動作后將UPFC徹底與系統隔離。

2.3 UPFC與串補等效特性差異

結合上文的分析，UPFC與串補在各種運行方式下等效特性上主要有如下差異：

(1) 對于常規串補，串聯電容補償度一般為40%～60%左右，即小于線路阻抗，因此在非串補線路故障時，除串補安裝線路之外的所有線路將不受串補影響；而UPFC等效容抗可能大于線路阻抗，從而造成接入后對周邊系統影響范圍難以明確；

(2) 串補電容在故障期間的容抗值相對固定，而UPFC的電力電子器件在暫態期間調節的快速性難以用解析表達式進行展現，造成UPFC等效阻抗時變特征明顯。因此，暫態期間UPFC等效呈現的特性需要結合實際系統的仿真分析才能有較為明確的結論。

3 UPFC與串補對保護影響差異及功能配置

3.1 UPFC與串補影響范圍分析方法比較

串聯設備接入線路以后，將會對本線及相鄰一級或者幾級輸電線路保護裝置存在影響，是相關繼電保護專業人員重點關注的問題，這涉及到對周邊輸電線路保護的改造、定值調整等工作，將直接影響整個區域電網的穩定可靠運行[16]。

設計單位在工程前期階段對于串補本線及相鄰一級或者幾級線路進行計算，明確影響范圍。根據目前實際工程中的經驗，串補本線及相鄰一級線路的保護設備必需配置帶串補功能的保護，對于相鄰兩級及以上線路，先評估超越動作的可能性再確定是否需要配置帶串補功能的線路保護。

以圖5為例，若L2線路為短線路，且S3系統電源相對較弱，此情況下，當L3線路串補出口附近故障時，串補等效容抗值大于L2線路阻抗，此時需向外延伸一級線路，即L1線路需要配置帶串補功能的保護。

圖4 串補系統影響范圍Fig.4 Diagram of influence range of series compensation system

而在UPFC系統中，由于UPFC的等效容抗隨著控制目標以及當前電流變化，難以采用解析表達式描述UPFC等值阻抗。另外，UPFC提升功率情況下等效容抗可能大于本線阻抗，從而造成影響范圍擴大，因此，對于UPFC接入系統后對周邊線路的影響，建議結合UPFC本體的保護措施及相關定值進行評估。

UPFC設定閥側過流保護定值用于保證在交流一次系統故障情況下可靠旁路避免損壞換流器，該過流定值相對比較靈敏，一般為1.5倍UPFC額定電流值，遠小于本線故障時的故障電流。因此，初步分析UPFC接入后的影響范圍可考慮采取如下方式進行：根據實際系統網架結構構建仿真模型，模擬各種運行方式下UPFC安裝線路附近幾級輸電線路故障情況下UPFC線路感受到的故障電流值，分析其能否達到UPFC設定的閥側過流保護定值。一般情況下，對于相對密集的城市220 kV電網，附近4級左右線路發生金屬性故障時UPFC保護均能夠可靠動作。在實際運行中，由于UPFC可靠的故障重啟策略，附近線路故障時UPFC臨時退出并不影響其對系統的潮流控制效果。

UPFC本體快速保護一定程度上減小了交流故障時UPFC對于周邊系統的影響，同時結合實際仿真分析，研究附近線路故障時UPFC未旁路且呈現容抗特性的可能性，可進一步明確周邊的輸電線路是否需要考慮UPFC接入的影響。

3.2 UPFC與串補同交流系統保護配合關系比較

相比UPFC設備，串補本體的設備較少，與線路保護之間的配合關系較為簡單：

(1) 線路保護跳閘接點輸出至串補本體控制設備，用于聯動串補旁路；

(2) 串補保護判別合閘失靈信號輸出至斷路器保護，跳開相應斷路器，同時啟動失靈；

(3) 串補與線路重合閘之間主要通過設定固定時間進行配合，在采取重合閘前投入串補的方式時會出現帶串補合閘于故障的情況。

對于UPFC設備，由于電力電子器件耐受沖擊能力相對較弱，需要盡量避免出現帶UPFC重合的情況。由于UPFC自身具備完整的控制保護邏輯，同時采集了相應的測量電壓互感器、電流互感器、斷路器位置等關鍵信息，UPFC設備與線路保護、串聯變壓器保護通過信息交互形成更為緊密的配合關系，從而盡可能保障UPFC系統安全運行[17]。UPFC與線路保護的具體配合關系主要如下：

(1) 輸電線路兩側任一線路保護動作輸出相應信號給UPFC保護設備，用于聯動旁路開關；

(2) UPFC配置的串聯變壓器保護動作信號傳輸給線路保護，用于閉鎖線路保護重合閘；

(3) 線路保護需要判別UPFC旁路斷路器處于合閘位置時，才允許重合閘；

(4) UPFC控制設備監視系統電壓和電流已經恢復，才開始解鎖啟動重投策略。

通過上述配合，可以有效避免線路故障對UPFC本體帶來的影響，提高UPFC設備的使用壽命，增強整體系統動作可靠性。

3.3 UPFC與串補接入后保護適應性解決方案

串補接入系統后線路保護適應性解決方案有相對成熟的經驗，但是UPFC接入后線路保護改進措施目前尚未完全定型。相比串補保護，UPFC接入系統后線路保護的適應性解決措施可以從如下幾方面加以考慮：

(1) 串補系統繼電保護整體解決方案中一般引入了“正向保護級電壓”參數，即引入MOV作用下串補兩端可能出現的最大電壓值，而在UPFC系統中，受限于UPFC的控制調節能力，其通過串聯變壓器注入系統中的電勢存在最大值，基本可考慮為串聯變壓器的網側額定電壓值。可以考慮將該電壓值引入保護裝置中，系統故障時假設UPFC兩端能夠達到該額定電壓，保守考慮對距離保護等范圍進行調整。

(2) 考慮到UPFC本體保護的快速隔離效果，長延時段的后備保護可以不考慮由于UPFC呈現容抗特性帶來的影響。

(3) 結合UPFC本體的控制保護，模擬系統故障情況下UPFC整體等效特性，才能準確評估其對系統帶來的影響。

4 結語

本文對串補以及UPFC的本體結構，在各種運行情況下外在特性以及對系統影響差異方面進行了詳細比較。提出UPFC對周邊系統影響分析的基本方法，借鑒串補與系統的配合措施，形成了UPFC系統配合基本方案，借鑒串補系統保護適應性解決措施，提出了UPFC系統線路保護的適應性解決研究方向。對線路保護而言，當UPFC呈現容抗特性時對其影響較大，需要重點關注；UPFC系統由于其控制保護特性相比串補電容更為復雜，造成其暫態特性難以定量的進行解析表達，需要結合仿真分析明確其暫態特性；借鑒串補系統與線路保護配合方法，UPFC系統亦可通過與線路保護、串聯變壓器保護進行配合提高系統可靠性；適應UPFC系統的交流保護解決方案可部分參考串補解決措施，引入UPFC的相關參數提升保護動作性能。

[1] 郭建波. 我國大電網技術發展研討[C]∥第二屆中國電力發展和技術創新院士論壇. 北京: 中國電力科學研究院, 2011: 1-12. GUO Jianbo. Discussion on the development of large power grid technology in China[C]∥The 2th China Electric Power Development and Technology Innovation Forum. Beijing: China Electric Power Research Institute, 2011: 1-12.

[2] 王 旭, 祁萬春, 黃俊輝, 等. 柔性交流輸電技術在江蘇電網中的應用[J]. 電力建設, 2014, 35(11): 92-96. WANG Xu, QI Wanchun, HUANG Junhui, et al. Application of FACTS in Jiangsu Power Grid[J]. Electric Power Construction, 2014, 35(11): 92-96.

[3] 國網江蘇省電力公司. 統一潮流控制器技術及應用[M]. 北京: 中國電力出版社, 2015: 8-9. State Grid Jiangsu Electric Power Company. Unified power flow controller technology and application[M]. Beijing: China Electric Power Press, 2015: 8-9.

[4] 國網江蘇省電力公司.統一潮流控制器工程實踐-南京西環網統——潮流控制器示范工程[M]. 北京: 中國電力出版社, 2015: 21-31. State Grid Jiangsu Electric Power Company. Unified power flow controller engineering practice[M]. Beijing: China Electric Power Press, 2015: 21-31.

[5] 劉永江. UPFC控制策略研究及對電力系統的影響[D] . 成都: 西南交通大學, 2011. LIU Yongjiang. Research on UPFC control strategy and its influence on power system[D]. Chengdu: Southwest Jiao Tong University, 2011.

[6] 汪如喜, 王 虎, 史志平, 等. 含UPFC線路的自適應距離保護研究[J]. 電氣傳動自動化, 2011, 33(6): 23-28. WANG Ruxi, WANG Hu, SHI Zhiping, et al. Study on adaptive distance protection for transmission line with UPFC[J]. Electrical Drive Automation, 2011, 33(6): 23-28.

[7] 李駢文. 美國INEZ 變電站統一潮流控制器簡介[J]. 電網技術, 2002, 26(8): 84-87. LI Pianwen. A brief introduction to principle of UPFC installed in inez substation of aep system[J]. Power System Technology, 2002, 26(8): 84-87.

[8] 潘 磊, 李繼紅, 田 杰, 等. 統一潮流控制器的平滑啟動和停運策略[J]. 電力系統自動化, 2015. 39(12): 159-164. PAN Lei, LI Jihong, TIAN Jie, et al. Smooth start and stop strategies for unified power flow controllers[J]. Automation of Electric Power Systems, 2015. 39(12): 159-164.

[9] 魯 江, 秦 健, 潘 磊. 南京UPFC工程控制保護系統架構與配置研究[J]. 江蘇電機工程, 2015, 34(6): 1-5. LU Jiang, QIN Jian, PAN Lei. Study on architecture and configuration for control and protection system of Nanjing UPFC Project[J]. Jiangsu Electrical Engineering, 2015, 34(6): 1-5.

[10] 張 勇. 統一潮流控制器及其對距離保護的影響[D]. 北京: 華北電力大學, 2005. ZHANG Yong. Unified power flow controller and its influence on distance protection[D]. Beijing: North China Electric Power University, 2005.

[11] 鄭 濤, 吳 丹, 宋潔瑩, 等. 基于MMC的統一潮流控制器交流側故障特性及保護方案[J]. 電網技術, 2015, 39(12): 3570-3577. ZHENG Tao, WU Dan, SONG Jieying, et al. The AC side fault characteristics and protection scheme of the unified power flow controller based on MMC[J]. Power System Technology, 2015, 39(12): 3570-3577.

[12] 朱鵬程, 劉黎明, 劉小元, 等. 統一潮流控制器的分析與控制策略[J]. 電力系統自動化, 2006, 30(1): 45-51. ZHU Pengcheng, LIU Liming, LIU Xiaoyuan, et al. Analysis and study on control strategy for UPFC[J]. Automation of Electric Power Systems, 2006, 30(1): 45-51.

[13] 凌 峰, 秦 健, 戴 陽, 等. 南京UPFC工程運行方式[J]. 江蘇電機工程, 2015, 34(6): 36-40. LING Feng, QIN Jian, DAI Yang, et al. The operation modes for Nanjing UPFC Project[J]. Jiangsu Electrical Engineering, 2015, 34(6): 36-40.

[14] 陳超英, 陳 涌, 陳禮義, 等. 統一潮流控制器對繼電保護運行影響的仿真研究[J]. 電力系統自動化, 1998, 22(7): 14-17.

CHEN Chaoying, CHEN Yong, CHEN Liyi, et al. Simulation study on the influence of unified power flow controller on relay protection[J]. Automation of Electric Power Systems, 1998, 22(7): 14-17.

[15] 唐愛紅, 程時杰. 基于PSCAD/EMTDC的統一潮流控制器統一潮流控制器動態仿真模型[J]. 電網技術, 2005, 29(16): 6-10. TANG Aihong, CHENG Shijie. Dynamic simulation model of unified power flow controller based on pscad/emtdc[J]. Power System Technology, 2005, 29(16): 6-10.

[16] 朱聲石. 高壓電網繼電保護原理與技術[M]. 北京: 中國電力出版社, 2005: 128-135. ZHU Shengshi. Principle and technology of relay protection in HV power network[M]. Beijing: China Electric Power Press, 2005: 128-135.

[17] 林金嬌, 李 鵬, 孔祥平. 南京西環網UPFC保護系統及配合策略[J]. 江蘇電機工程, 2015, 34(6): 56-60. LIN Jinjiao, LI Peng, KONG Xiangping. The UPFC protection system configuration and action strategy in Nanjing Western Power Gird[J]. Jiangsu Electrical Engineering, 2015, 34(6): 56-60.

程師，從事電力系統繼電保護研究工作；

戴光武(1984—)，男，江蘇鹽城人，工程師，從事電力系統繼電保護研究工作；

徐曉春(1984—)，男，江蘇南通人，工程師，從事電力系統繼電保護研究工作。

(編輯 劉曉燕)

Research on the Effect of UPFC and SC on Line Protection

XIE Hua, PAN Lei, ZHAO Qingchun,DAI Guangwu, XU Xiaochun

(Nanjing Nari-relays Electric Co. Ltd.，Nanjing 211102,China)

Unified Power Flow Controller (UPFC) injects controlled voltage into the transmission line through series transformer. UPFC is equivalent to series connection of capacitance or inductance to improve transmission efficiency of power network. Series compensation (SC) adjusts line impedance through capacitance similar to UPFC. SC is widely used in EHV transmission line and the influence of SC system on the protection is analyzed in detail. As a new power electronic device, the impact of UPFC on the surrounding system and protection hasn’t been deeply studied. In this paper, the characteristics and effects of UPFC on protection and SC are analyzed. The equivalent characteristics of UPFC under various operating conditions and the solution of line protection are studied. The research improves operation reliability of UPFC system.

unified power flow controller(UPFC)，series compensation (SC)，equivalent characteristic，protection configuration

2017-02-17；

2017-03-29

TM77

A

2096-3203(2017)04-0137-06

謝 華

謝 華(1983—)，男，江蘇啟東人，工程師，從事電力系統繼電保護研究工作(E-mail：xiehua@nrec.com)；

潘 磊(1985—)，男，湖北荊州人，工程師，從事柔性直流輸電及柔性交流輸電技術研究工作；

趙青春(1980—)，男，湖北武漢人，高級工