TCR—TSC型SVC的非仿射非线性控制器设计

对由晶闸管控制电抗器 (TCR)型装置与多个晶闸管开关电容器 (TSC)型装置组成的静止无功补偿系统 (SVC)建立了一个新的非仿射非线性模型。该模型以晶闸管的触发角为控制量。根据非线性控制的逆系统方法 ,设计了相应的非线性反馈线性化和极点配置的组合控制器。在控制器的设计中利用插值法导出了一个超越方程解函数的具有较高精度的近似计算公式。仿真结果表明了该设计方法的正确性和有效性。

动车试验线牵引供电TSC+TSR型三相平衡补偿装置控制系统研制

动车试验线采用三相电源给单相负载供电,出现的不平衡状况可由平衡补偿装置进行补偿。针对动车试验线TSC+TSR型平衡补偿装置,设计了一套完整的控制系统。运用结果表明,该系统有着良好的调控补偿性能。

新型TSC式自动调谐消弧线圈

分析了自动调谐消弧线圈的发展现状及存在的问题,提出了经过改进的新型晶闸管投切电容式消弧线圈,详细介绍了其结构、原理和设计方法。该装置响应速度更快,波形更好,可靠性更高,对地电容电流的实时在线测量更准确方便。

A New Robust Adaptive Neural Network Backstepping Control for Single Machine Infinite Power System With TCSC

For a single machine infinite power system with thyristor controlled series compensation(TCSC) device, which is affected by system model uncertainties, nonlinear time-delays and external unknown disturbances, we present a robust adaptive backstepping control scheme based on the radial basis function neural network(RBFNN). The RBFNN is introduced to approximate the complex nonlinear function involving uncertainties and external unknown disturbances, and meanwhile a new robust term is constructed to further estimate the system residual error,which removes the requirement of knowing the upper bound of the disturbances and uncertainty terms. The stability analysis of the power system is presented based on the Lyapunov function,which can guarantee the uniform ultimate boundedness(UUB) of all parameters and states of the whole closed-loop system. A comparison is made between the RBFNN-based robust adaptive control and the general backstepping control in the simulation part to verify the effectiveness of the proposed control scheme.

一种新颖的TSC无功循环投切装置

基于DSP和PLC平台设计了一种新颖的晶闸管投切电容器(TSC)无功循环投切装置。首先介绍了新颖TSC无功投切装置原理,接着介绍了TSC无功投切装置的DSP控制电路和PLC控制电路,然后从TSC无功投切装置发展现状、TSC无功投切方案选择和新颖TSC无功投切策略三方面对TSC循环投切控制策略进行了研究,对TSC无功投切相关程序进行了设计,包括PLC通信程序和PLC循环投切算法控制程序,最后利用Gx-works2仿真软件对控制策略进行了仿真分析。系统在实现无功功率补偿的同时,不仅能避免“投切振荡”现象的发生,还能实现电容器的循环投切,提高了装置的使用寿命和可靠性。

关于TSC控制系统的几个问题的解析

文章从TSC控制系统的基本补偿工作原理出发,针对脉冲触发、投切振荡、检测与控制策略选取、谐波影响、DSP应用等几方面问题,逐一做出了解析。实践证明,恰当地处理TSC控制系统的常见应用问题,可以有效提高无功补偿的有效性和安全性,并对供配电网的节能环保产生积极作用。

电力潮流灵活控制技术应用综述

统一潮流控制器(unified power flow controller, UPFC)、静止同步串联补偿器(static synchronous series compensator, SSSC)、可控串联补偿装置(thyristor controlled series compensation, TCSC)和移相器(phase-shifting trans former, PST)能够调节线路参数、灵活控制潮流变化,均已在国内外电网中实现工程应用,对均衡输电通道潮流、提升供电能力有重要作用。文中对UPFC、SSSC、TCSC和PST的理论研究和工程实践进行了综述。首先,分析了4种潮流控制装置的基本结构和控制原理,并介绍了国内外已投运工程的运行情况;其次,从结构、换流器技术、选址定容、控制策略、故障保护5个方面对潮流控制装置的关键技术研究现状进行概述;最后,展望了潮流控制装置在未来电网中的典型应用场景,并对潮流控制技术的研究方向进行了分析。

计及静态安全域的多TCSC协调优化

随着新型电力系统的构建,柔性电力电子设备(FACTS)渗透率日趋增长,使得系统结构更加复杂,静态安全问题日益突出。基于等效功率注入法将晶闸管控制的串联补充电容(TCSC)等效为两个节点注入功率,并根据直流潮流模型得到计及多TCSC影响的静态安全域模型。定义静态安全域的广义体积指数,用以评估系统的静态安全情况。以TCSC安装位置及其等效电抗为优化变量,以安全域广义体积指数最大化为目标函数,构建多TCSC的协调优化模型,并以改进模拟植物生长算法进行模型求解。以IEEE 10机39节点系统为算例对所提方法进行分析,结果表明,该方法能够显著提高静态安全域构建的效率,在提高系统输送能力的基础上,能够最大限度地保障电网的安全稳定运行。

甘肃成碧220kV可控串补国产化示范工程研究

甘肃成碧220kV可控串补工程是我国第一个可控串补国产化示范工程。该工程采用一次设备混合复用方式实现了串补和可控串补的国产化,是世界上基本串补度和串联容抗最大的全可控串补工程。文章简要介绍了该可控串补工程的系统研究、关键技术和系统调试结果。

TCSC-STATCOM控制对风电并网系统电压稳定性的改善

针对风电并网系统中存在电压稳定性问题,提出一种可控串联补偿装置和静止同步补偿器联合控制的方法。该方法应用于风电并网系统中,采用静止同步补偿器双闭环反馈控制和可控串联补偿装置相结合的方法来保证系统在运行过程中有足够的无功功率来维持其正常工作。同时在Matlab/Simulink仿真软件中建立相应的仿真模型。通过对在不同工况下运行的算例波形进行研究分析,结果表明TCSC和STATCOM联合控制能有效快速恢复故障后风电并网处电压,提高电压的稳定性及风电场的故障穿越能力。且比TCSC或STATCOM单独控制所取得的效果更好。

用于提高暂态稳定性的可控串联补偿电容器非线性控制器

本文应用直接大范围线性化的方法设计了晶闸管控制的可控串联补偿电容器非线性控制器，并以单机无穷大系统为例进行了仿真试验。仿真结果表明，所提出的控制方法可以提高系统的暂态稳定性，并能较好地适应系统运行方式的变化。

PSS和TCSC联合抑制互联电网低频振荡

分析推导了含有PSS和TCSC阻尼控制器且适用于小扰动稳定分析的多机电力系统线性化模型,提出了利用改进遗传算法对电力系统中的PSS和TCSC阻尼控制器进行鲁棒分散协调控制,以所有弱阻尼运行方式下的系统机电振荡模式特征值阻尼比之和为目标函数,对阻尼控制器进行了参数优化。仿真结果表明,通过协调控制系统中分散的阻尼控制器,不仅显著提高了系统的阻尼比,而且对严重故障下产生的持续振荡具有很好的抑制作用。

基于电力系统全数字实时仿真装置的大电网机电暂态–电磁暂态混合仿真

对高压直流输电和柔性交流输电系统设备的准确仿真需建立详细的电磁暂态模型,而大电网中建立所有设备的电磁暂态模型来进行计算是不现实的,针对该问题,采用了3个典型算例,详细介绍了应用电力系统全数字实时仿真装置的混合仿真功能进行大规模电网仿真的过程。将大电网分为电磁暂态子网和机电暂态子网,其中大电网局部或某些关注的设备作为电磁暂态子网,其余网络作为机电暂态子网,电磁暂态子网中的设备用详细的电磁暂态模型描述。将混合仿真计算结果与传统的机电暂态仿真结果相比较,验证了混合仿真的准确性。

基于电容电压同步下TCSC暂态特性的数学描述

当选择电容电压作为同步信号时 ,可控串被 (TCSC)的暂态过程会出现明显的超调和振荡 ,对于这一现象 ,前人还从未给出相应的机理解释。该文以晶闸管导通角为建模对象 ,采用拓扑建模法建立了能描述电容电压同步下TCSC暂态特性变化规律的二阶差分数学模型。借助该模型可分析影响暂态过程的相关因素 ,进而从本质上揭示了电容电压同步下TCSC的暂态机理。数字仿真结果验证了所建模型的正确性。

成碧220kV可控串补装置的运行与维护

我国第一套国产220kV交流输电线路的可控串联补偿装置(thyristor-controlled series compensator,TCSC)于2004年12月26日在甘肃陇南电网220kV成碧线投入运行。投运近两年来,经受了冬季低温和汛期大负荷的考验,整体运行情况良好。通过调研国内外TCSC的运行情况,对成碧TCSC与其它TCSC的运行情况进行了对比,指出补充和完善国产化TCSC的运行、检修、实验技术规范的必要性。提出提高TCSC装置电磁兼容能力,建立国产化TCSC的技术标准体系,解决装设TCSC装置线路的继电保护距离I段暂态超越或保护范围太短的问题及优化TCSC与电力系统稳定器、安全自动装置等设备的协调运行问题,并积极推广TCSC技术应用的建议。

基于晶闸管控制电抗器的FACTS动态相量模型

利用电力系统变量的时变傅里叶系数得到晶闸管控制电抗器(thyristor controlled reactor,TCR)的动态相量模型,该模型忽略了对TCR动态特性影响较小的谐波分量,并通过对TCR时域模型的平均运算获得动态相量状态空间模型。应用该模型对含柔性交流输电装置的电力系统进行仿真,能在保证一定精度的同时获得较快的速度。基于TCR的动态相量模型提出了静止无功补偿器和晶闸管控制串联电容器的动态相量模型。通过与商业软件DCG/EMTP在简单测试系统上的全时域仿真结果相比较,证明了该动态相量模型的有效性和正确性。

抑制次同步谐振的可控串补线性最优控制器设计

首先基于单机无穷大系统的数学模型建立了包括可控串补的状态空间描述;然后根据线性最优控制理论,应用基于次时间最优控制的加权矩阵确定方法设计了单机无穷大系统的可控串补控制器。采用上述方法不仅可以准确、快速地设计出所需要的控制器,还可避免设计者的盲目试验。最后利用PSCAD/EMTDC仿真程序,通过对含可控串补的单机无穷大系统的暂态仿真验证了该方法的有效性。

可控串联电容补偿非线性PID控制器

论述了一种应用非线性控制理论为可控串补装置设计的新型控制器。这种控制器不依赖于被控系统的模型，采用当地信号实现控制，结构简单。仿真结果表明：这种控制器不但能快速调节容抗，增加系统阻尼，改善系统稳定性，并且有较强的适应性、鲁棒性。

220kV成碧线可控串补晶闸管阀电气设计及仿真

介绍了220kV成碧输电线路可控串联补偿器晶闸管阀的研制过程。首先针对晶闸管阀的运行工况建立相应的仿真模型,通过仿真分析得出晶闸管阀的电气强度。再根据晶闸管阀的电气强度要求选择合适的晶闸管及其辅助元件参数以及阀串联数,并从电气和热学两方面对晶闸管阀进行校核和优化设计。最后介绍了晶闸管阀投入试运行前的出厂以及现场试验等。该晶闸管阀投入实际运行表明了其设计的合理性,为以后可控串补阀的设计提供了可供借鉴的经验。

抑制次同步振荡的可控串补附加阻尼控制

可控串补(thyristor controlled series compensator,TCSC)对次同步振荡(subsynchronous oscillation,SSO)的阻尼作用受到多种因素的影响,其相关研究也结论不一。因此仅依靠TCSC自身特性来抑制SSO,其效果有待以后更进一步的研究。目前有必要从主动抑制的方向出发,研究TCSC的次同步振荡附加阻尼控制,为SSO的抑制提供更可靠的保障。基于机电扭振互作用的机制,对抑制SSO的原理进行分析,提出一种基于相位补偿原理的TCSC次同步振荡附加阻尼控制方法。针对某一实际串补系统,基于动态相量法对其建模,通过小干扰稳定分析,比较TCSC附加阻尼控制加入前后的模态阻尼比。分析结果表明:在该控制下,系统阻尼增强,并在各模态扭振频率下均呈现正阻尼,时域仿真也验证了控制的有效性。