国网江苏省电力公司电力科学研究院 孔祥平 李鹏 黄浩声 高磊 袁宇波

　　1 引言

　　统一潮流控制器由串联换流器和并联换流器等两个电压源型换流器组成，且串、并联换流器的直流侧通过公共直流母线构成背靠背接线方式。一方面，串联换流器通过变压器串联接入电网，并可控制注入的串联电压的幅值和相位以调节线路潮流；另一方面，并联换流器则通过变压器或连接电抗并联接入系统，并通过与交流系统交换有功、无功以维持直流电压恒定和实现无功调节[1]。因此，UPFC能够同时实现对多个电气量的控制，在众多柔性交流输电设备（如静止同步串联补偿器[2]、静止同步补偿器[3-5]等）家族中具有更强的灵活性和更广泛的应用前景。美国电力公司与美国电力研究院、西屋公司合作，研制了世界首套UPFC装置（额定电压138kV、额定容量320MVA），安装在东肯塔基州的Inez变电站，于1998年6月投运，大幅提高了电网输送能力和电压稳定性[6-7]。2003年，韩国电力公司和韩国电科院在朝鲜半岛南半部的Kangjin变电站安装了一台UPFC（额定电压154kV、额定容量40MVA）[8-9]。纽约电力公司和美国电科院、西门子公司合作，研制了世界上第一套可转换静止补偿器，安装在纽约州Marcy变电站，于2004年6月投运，以解决电力输送瓶颈问题，促进电力经济调度的实现。该套CSC装置额定电压为345kV，额定容量为200MVA，兼具UPFC、静止同步串联补偿器和线间潮流控制器等多种功能[10-11]。2015年12月，南京西环网220kV统一潮流控制器示范工程成功投运。

　　众所周知，UPFC是基于全控型电力电子器件（如绝缘栅双极型晶体管、门极可关断晶闸管等）的，过载能力十分有限。因此，为了避免串、并联换流器等设备的损坏，UPFC在感受到电网故障引起的过电流或过电压时将快速退出运行[12]，从而造成交流系统中电气量再一次快速变化。这不仅将对交流系统带来巨大冲击，同时也将对基于纯交流系统运行工况和时序配合关系的传统继电保护提出挑战。

　　目前，基于UPFC接入改变了线路阻抗均匀分布特性的观点，国内外学者针对UPFC对基于单端电气量信息的距离保护的影响进行了广泛的研究[13-16]。但是，尚未有文献分析UPFC接入对基于线路双端电气量信息的纵联保护的影响。针对此，本文在分析UPFC保护系统设计原则的基础上，开展了UPFC对线路纵联保护的影响研究，并利用PSCAD/EMTDC搭建了含UPFC接入的区域电网仿真模型，对理论分析结果进行了验证。