随着分布式能源的不断发展，尤其是高比例的新能源接入，传统配电网在潮流调控上面临前所未有的挑战。尤其是在中高压配电网中，潮流分布不均、馈线过载等问题逐渐显现。

 

华北电力大学新能源电力系统分析与稳定控制团队的贾焦心，李豪迈，邵晨，颜湘武等，在2025年第19期《电工技术学报》上撰文，提出了一种创新的电磁式混合潮流控制器（EHPFC）拓扑结构，通过创新的拓扑结构和控制策略，旨在提升配电网潮流调节精度，减少调节误差，提高配电网的稳定性和可靠性。

研究背景

近年来，随着分布式能源的迅速发展，尤其是光伏、风能等可再生能源的大规模接入，传统配电网的潮流调控面临诸多挑战。在一些中高压配电网中，由于分布式能源的接入导致了潮流的不均衡分布，继而引发了线路过载、供电稳定性下降等问题。

针对此，本研究提出了一种基于“Sen”变压器（ST）和旋转潮流控制器（RPFC）的新型电磁式混合潮流控制器（EHPFC）。通过创新的拓扑结构和控制策略，EHPFC能够有效提升潮流调节精度，减少调节误差，提高配电网的运行效率。

虽然主流的电力电子式柔性互联技术备受关注，但是经济性、可靠性不足的因素制约了其在点多面广配电网中的推广应用。电磁式柔性互联技术具有成本低、抗冲击能力好和无谐波的优势，为配电网柔性互联提供了另一种有效的解决方案。

部分电力电子装置和电磁式装置性能对比如下图：

图1 电力电子式、电磁式与其混合装置的综合对比

在纯电力电子式装置中，UPFC凭借其在调节精度、调节连续性和响应速度方面的优异性，综合得分是最高的。混合式装置通过综合电磁式和电力电子式装置的优点，使其性能更均衡，综合得分更高。

论文所解决的问题及意义

本研究的核心问题是如何提升中高压配电网中潮流控制的精度和灵活性。面对分布式能源并网与多回线路运行给中高压配电网带来的挑战，本研究为解决传统潮流控制精度低、响应慢的问题，提出电磁式混合潮流控制器（EHPFC）。

该装置通过融合ST与RPFC的技术优势，以较低成本实现了潮流的高精度灵活控制，不仅能提升电网运行效率、抑制负荷波动，还能在多回线路中实现功率均衡、预防线路过载，从而显著增强系统可靠性，并为配电网的改造与新建提供了经济实用的解决方案。

论文方法及创新点

1、创新拓扑

本研究提出了一种基于“Sen”变压器（ST）和旋转潮流控制器（RPFC）级联的混合潮流控制器（EHPFC）拓扑结构。传统的ST能够通过分接开关进行电压调节，但其调节精度受限；而RPFC能够通过旋转移相变压器调节潮流方向和幅度，但在大容量下受制于成本和技术难度。EHPFC则通过将两者结合，解决了各自的短板，既提升了精度，又保持了低成本设计。

图2 EHPFC拓扑结构图

2、容量配合分析

为确保EHPFC系统的稳定性和高效性，本研究详细分析了ST和RPFC的最优容量配合关系。通过数学模型推导，确定了两者在不同运行情况下的最佳容量配置，使得EHPFC能够在高效调节的同时，保持低损耗和低成本的运行状态。

图3 EHPFC补偿范围

3、功率解耦控制模型

在控制方法上，本文基于瞬时无功理论，建立了EHPFC的功率解耦模型。通过精确的功率解耦控制，EHPFC能够独立调节有功功率和无功功率，保证了系统的稳定性和可靠性。该方法不仅优化了功率分配，还提升了系统对功率扰动的快速响应能力。

图4 EHPFC控制策略框图

图5 不同线路型号下有功无功动态解耦对比图

图6 功率均衡控制仿真数据图

结论

1）EHPFC是一种基于ST和RPFC的级联潮流调控装置，通过大容量ST的有载分接开关分档调节和小容量RPFC的伺服电机旋转调节，能够实现功率的精准解耦和稳定控制。

2）线路参数对EHPFC的功率解耦效果有所影响，随着线路阻抗比的增大，EHPFC对于功率的动态解耦能力略有下降，而功率稳态解耦效果保持不变，表明EHPFC对线路阻抗比具有一定的适应性。

3）对于多回线路系统，当任意单回线路发生故障或检修或发生负荷端功率扰动时，EHPFC可对剩余线路功率进行有效控制，同时对多条并行线路的潮流实现均衡调控，预防连锁过载及大停电事故的发生。