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1.3.2 FACTS 元件的局限性 2
1.4 论文的主要工作 3
2.1 电力系统模型. 4
2.2 电力系统潮流计算算法 5
2.2.1 高斯—赛德尔迭代法. 6
2.2.2 牛顿—拉夫逊迭代法. 7
2.2.3 P-Q分解法 9
2.3 本章小结 10
3 FACTS 元件的数学模型 11
3.1 SVC 的数学模型. 11
3.2 STATCOM 的数学模型. 14
3.3 SSSC 的数学模型. 15
3.4 UPFC的数学模型. 18
3.5 本章小结 20
4 FACTS 元件的潮流模型及算法. 21
4.1 几种简单的 FACTS 元件的潮流计算. 21
4.2 含 UPFC的潮流计算. 21
4.3 含 UPFC的潮流算法. 23
4.4 本章小结 24
5.1 UPFC潮流算法程序的分析 25
5.2 本章小结 28
6 算法的实例. 29
6.1 算例分析 29
6.2 本章小结 34
结 论. 36
致 谢. 37
参 考 文 献. 38
附 录. 39 1 前言
1.1 研究背景及意义
国民经济的发展越来越迅速，电力负荷的不断增长，对输电线路的要求也越来越
高，电力负荷的不断增长使传统的电力系统在现有的运行控制技术下已不能满足长距
离大容量输送电能的需要[2]
。飞速发展的国民经济导致现在环境压力逐渐增大，保护
环境也要体现在电力系统中，还有架设新的输电线路时受到线路走廊短缺的制约。电
力系统的发展受到制约，不能满足当代发展的需求，在各种因素的影响下，FACTS
元件逐渐登上电力系统的舞台。
在应用中凸显出它的优点：由于电力电子元件不断地更新换代，技术掌握逐渐熟
练，使得原材料的价格日益低廉，性能越来越优越，不断提高网络的输送能力，适应
当代的发展，为当代电力系统注入了新的活力。在传统电力系统中输电线路的参数是
固定不变的，在控制调节方面比较麻烦。FACTS 元件可以快速地改变控制参数，使得
它的调节更加灵活，可以方便的控制线路参数，节点电压的幅值与相位角，从而达到
调节输送功率与节点电压的值，优化网络结构，提高网络输送能力。FACTS 元件的优
势在逐渐被发掘，具有广阔的前景，为电力系统开辟了新道路。
1.2 FACTS元件潮流计算的研究现状
柔性交流输电系统(Flexible AC Transmission System)，简称 FACTS)技术是将现
代大功率电力电子技术、计算机技术和现代控制技术应用于电力系统，以提高电力系
统的可靠性、可控性，改善电力系统的运行性能和电能质量的一种新型综合技术[3]
。
对含有柔性输电元件的电力系统，必须根据柔性输电元件的工作原理和数学模型，建
立系统的潮流方程并研究相应的求解方法[4]
。FACTS 技术的提出也伴随着对潮流计算
的不断研究。
现有含 FACTS 元件的电网潮流计算方法主要有解耦迭代法、联立求解法、统一
解算法。
a) 解耦迭代法是将求解系统的运行状态（电压幅值和相位） 与求解 FACTS 元件的
控制变量进行解偶交替迭代通常，主迭代过程与传统的潮流迭代形式上一样，主要是
为求解系统的节点状态变量；子迭代一般是根据控制目标方程和内部约束方程对
FACTS 元件的控制变量值进行修正，把修正后的值作为下一次主迭代的给定值[5]
。