线间潮流控制器（IPFC）的介绍

输电线路传输功率P_r、Q_r与线路首端电压和末端电压的幅值、相位差及线路电抗X三个参数有关。、大小不变、功角δ和线路电抗X都不变时，在线路注入串联补偿电压，改变的幅值和与线路电流I·之间的相位差α，即可改变注入线路的有功和无功电压和功率P₁、Q₁，从而灵活地调控线路传输的功率P_r、Q_r，为高效利用单根传输线提供了强有力的技术支持。

1998年，由Gyugyi、Sen和Schauder共同提出了线间潮流控制概念（Interline Power Flow，IPFC），用于解决变电站多条传输线路的补偿问题。在采用了图7-21所示线间潮流控制器IPFC后，在各线路各自独立调节串联无功补偿的同时，可在各条线路之间直接交换有功功率，这就可使线路间的有功和无功潮流分布均匀。通过线间有功交换来减轻过负荷线路的负担，增加轻负荷线路的传输功率，提高整个补偿系统抗动态干扰的能力。因此，线间潮流控制器IPFC为多线路变电站的线路潮流管理提供了强有力的技术手段。

图7-21 由n个变流器组成的线间潮流控制器IPFC(www.xing528.com)

图7-21为线间潮流控制器IPFC的通用结构，变电站的多条长度不同（电抗X及阻抗比X/R不同），电压等级也可能不完全相同的输电线路中，各有一个静止同步串联变流器注入的补偿电压V_pq，所有的变流器直流侧有一个公共的耦合电容C，每个变流器除各自可独立地向电网串联注入无功补偿外，还可与各自的线路交换有功功率。由于直流侧没有直流电源，为了维持V_dc稳定，使变流器能正常运行，全部变流器中作为逆变器运行的变流器向线路注入有功功率之和，应与所有处于整流器运行从线路索取的有功功率之和相平衡。如果图7-21中仅有两条线路HV1、HV2，若变流器1向线路Ⅰ注入电压为，超前的相位为ρ₁，线路电流I·₁滞后相位为φ₁，滞后相位角α₁=φ₁+ρ₁，与同相的有功补偿电压V_1p=V_1pq cos α₁，则向线路1注入的有功补偿电压V_1p对应的有功功率P₁=V_1pqI₁ cos α₁=V_1pI₁，注入的感性无功功率Q₁=V_1pqI₁ sin α₁=V_1qI₁，V_1q=V_1pq sin α1是与I·₁正交的无功补偿电压。调控V_1pq的大小及超前的相角ρ₁，即可调控注入到线路1的有功功率及感性（或容性）无功功率，在和幅值、相角差δ₁及线路电抗X₁不变情况下，即可调控线路1的有功、无功传输。同理，变流器2向线路2注入补偿电压，向线路2注入有功功率P₂=V_2pqI₂ cos α₂=V_2pI₂，无功功率Q₂=V_2pqI₂ sin α₂=V_2qI₂，α₂是超前I·₂的相位角，V_2p是与I·₂同相的有功补偿电压，V_2p=V_2pq cos α₂。V_2q=V_2pq sin α₂是与I·₂正交的无功补偿电压。两个变流器向线路注入的有功功率P₁+P2应与IPFC运行时的功率损耗ΔP之和平衡，即P₁+P₂+ΔP=0。由于ΔP不大，P₁+P₂≈0，P₁≈-P₂，即P₁与P₂大小相等方向相反。若线路1负荷轻，输电不足，而线路2输电过负荷，则应使变流器1运行于逆变工况V_1p>0，向线路1注入有功功率P₁，增加线路1传输的有功功率。这时，变流器2应在整流工况运行，V_2p为负值，变流器2从线路2输入有功功率整流成直流功率，再经变流器1逆变成交流功率注入线路1。线路2因变流器2处于整流工况而在线路2首端分流了整流功率而使线路2传输功率减小，线路的过负荷得到缓解。反之，若线路1过负荷，线路2轻负荷时，应使变流器1处于整流工况，V_1p为负值，变流器1从线路HV1处分流部分有功功率使线路1减负荷，同时变流器2处于逆变工况，V_2p为正值，向线路2输出有功功率，使线路2增加传输功率，使两条线路有功功率得到平衡，或满足稳态和暂态运行时的运行指令要求。

由于变流器补偿电压在一定的有功指令要求的V_p时，通过选择合适的幅值V_pq和相位ρ，可以独立地调控V_q为任意指令值（在V_pq不超过允许值时），因此IPFC中的变流器的无功功率可独立于有功功率指令值而按无功功率指令要求调控。

在实际应用中，IPFC可用于管理多条线路复杂系统的潮流控制，在这种系统中每条线路的长度、电压等级、传输能力都有可能相差很大。IPFC能满足这种多条线路复杂系统及不同控制功能的要求。比如独立的无功与有功控制、相移控制（传输相位角的调节）和传输线阻抗控制。