摘 要
智能电网作为现代电力系统的重要发展方向，其核心目标在于实现高效、可靠和灵活的电能传输与分配。随着可再生能源渗透率的不断提高以及分布式电源的大规模接入，传统刚性电网面临潮流控制能力不足、运行灵活性受限等问题，亟需引入先进的电力电子技术以提升系统的适应性和稳定性。本研究聚焦于电力电子在智能电网中的柔性潮流控制应用，旨在通过开发新型电力电子装置及优化控制策略，解决复杂电网环境下的潮流分布不均、功率损耗过大等关键问题。研究采用理论分析、仿真建模与实验验证相结合的方法，设计了一种基于模块化多电平换流器（MMC）的柔性交流输电系统（FACTS）装置，并提出了改进的自适应控制算法以增强其动态响应性能。通过在典型电网场景下的仿真测试，结果表明所提出的方案能够显著改善潮流分布特性，降低网损并提高电压稳定性。
关键词：智能电网 柔性潮流控制 模块化多电平换流器
Abstract
Smart grids, as a key direction for modern power systems, aim to achieve efficient, reliable, and flexible transmission and distribution of electrical energy. With the increasing penetration of renewable energy and large-scale integration of distributed power sources, traditional rigid grids face issues such as insufficient power flow control capabilities and limited operational flexibility. There is an urgent need to introduce advanced power electronics technology to enhance system adaptability and stability. This study focuses on the application of power electronics in flexible power flow control within smart grids, aiming to address key issues such as uneven power distribution and excessive power loss in complex grid environments through the development of new power electronic devices and optimized control strategies. The research employs a combination of theoretical analysis, simulation modeling, and experimental verification to design a flexible AC transmission system (FACTS) device based on modular multilevel converters (MMC), and proposes an improved adaptive control algorithm to enhance its dynamic response performance. Simulation tests under typical grid scenarios show that the proposed solution can significantly improve power flow characteristics, reduce network losses, and enhance voltage stability.
Keyword:Smart Grid Flexible Power Flow Control Modular Multilevel Converter
目 录
1绪论 1
1.1电力电子与智能电网背景分析 1
1.2柔性潮流控制技术的意义探讨 1
1.3国内外研究现状综述 1
1.4本文研究方法与技术路线 2
2电力电子技术基础及应用分析 2
2.1电力电子器件在柔性控制中的作用 2
2.2柔性交流输电系统（FACTS）原理 3
2.3高压直流输电技术的应用场景 3
2.4电力电子技术对电网稳定性的影响 4
2.5关键技术挑战与解决方案 4
3智能电网中柔性潮流控制策略研究 5
3.1柔性潮流控制的基本概念与目标 5
3.2基于电力电子的潮流控制算法设计 5
3.3分布式能源接入下的控制策略优化 6
3.4柔性控制在负荷均衡中的应用实例 6
3.5控制策略的经济性与可行性分析 7
4柔性潮流控制的实际应用与案例分析 7
4.1实际电网中的柔性控制需求分析 7
4.2典型柔性潮流控制设备介绍 8
4.3工程案例：某区域电网柔性控制实践 8
4.4数据驱动的控制效果评估方法 9
4.5柔性控制技术的未来发展方向 9
结论 10
参考文献 11
致谢 12
