可控串联补偿(TCSC)的分析研究(上)──计及 TCSC 详细模型的电力系统稳态、暂态仿真研究

在建立ＴＣＳＣ的物理数学模型的基础上，通过求解描述其特性的微分方程组，得到解析解，并进一步导出了稳态及暂态情况下ＴＣＳＣ装置的基波阻抗公式和电感、电容元件支路的电压、电流表达式；提出了含有ＴＣＳＣ装置的电力系统仿真的原理和方法，将ＴＣＳＣ模型与系统分析程序接口，实现了详细计入ＴＣＳＣ影响的稳态及暂态稳定仿真计算；通过仿真验证了ＴＣＳＣ能够显著地改善系统的阻尼，提高电力系统的稳定性。

可控串联补偿(TCSC)的分析研究(下)──TCSC 的触发控制方式对电力系统暂态特性的影响

在文献［１］基础上，描述了ＴＣＳＣ触发控制方式，分析比较了各种控制方式下ＴＣＳＣ对系统暂态行为的影响，提出了ＴＣＳＣ新的等间隔触发控制策略。与固定触发角的分相控制方式相比，等间隔触发控制能有效地提高系统的动态性能，减少过冲，且更快地趋于稳定。仿真研究还表明：采用电容电压过零时刻为基准的触发控制方式比以线路电流过零时刻为基准的控制方式具有更好的阻尼系统振荡的性能。这一点在以往许多研究文章中，由于采用电流源作为其分析ＴＣＳＣ动态特性的基础，因而没有被揭示。

可控串联补偿器(TCSC)控制方式综述

关于可控硅控制串联补偿器 (TCSC)的研究已被大量进行 ,TCSC的两个主要功能就是提高暂态稳定性和阻尼系统振荡。归纳并分析了TCSC的各种控制方式 ,以实现其两个主要功能 ,同时讨论了相关的一些问题。

基于SIMADYN-D的FSC和TCSC 串联补偿控制技术

概述SIMADYN－D全数字控制系统的硬件配置和软件编程。结合其在FSC和TCSC串联补偿控制系统中的应用，分析它在控制保护系统的作用和功能。它对串补站控制和保护的设计。

可控串联补偿的滑模PID控制器设计

为抑制电力系统中可控串联补偿装置的非线性及外部扰动影响,文中应用直接反馈线性化方法和滑模比例–积分–微分(proportional-integral-differential,PID)控制理论,设计了可控串联补偿的新型非线性控制器。利用直接反馈线性化方法对非线性模型精确线性化,采用滑模变结构理论与常规PID的复合控制策略,设计的可控串联补偿控制规律简洁,易于工程实现且鲁棒性好。仿真结果表明,与传统的控制方式相比,滑模PID控制器能有效地阻尼系统振荡,提高系统的暂态稳定性,对运行点变化也具有较好的适应性。

一种可控串联补偿动态模拟实验装置

介绍了一套可控串联补偿(TCSC)动态模拟实验装置,在该装置中,TCSC的各组件实现了模块化,可灵活组合并根据模拟系统要求调整TCSC的结构参数;TCSC的控制器采用分层结构,各层控制系统完成不同的控制目标,可以方便地进行各种控制策略的研究。动模实验结果表明,通过采取适当的控制策略该TCSC实验装置可以快速调节阻抗,较好地抑制低频振荡并灵活地完成不同阻抗模式之间的切换。

电网可靠性对可控串联补偿部件参数的灵敏度分解算法

可控串联补偿器(TCSC)是一种常见的柔性输电设备,多用于改善输电能力。现有TCSC对其电容器组、电抗器等部件的可靠性建模较为粗略,因此无法直接描述部件可靠性对电网可靠性的影响。考虑部件故障模式,提出TCSC可靠性分层等值算法,建立含TCSC线路可靠性状态空间模型。基于改进频率和持续时间(F&D)算法,求解串联补偿线路状态概率和转移率,及其对部件可靠性参数的灵敏度。联立电网可靠性对串联补偿线路可靠性、串联补偿线路可靠性对TCSC部件灵敏度,提出电网可靠性对TCSC部件参数的灵敏度分解算法。算例分析验证了算法的可行性和正确性,有助于从电网角度发现和改善柔性交流输电设备的薄弱环节。

含有可控串联补偿电容的电力系统次同步谐振研究

根据采用复数力矩系数法分析次同步振荡的要求 ,在分析TCSC的物理特性的基础上 ,建立了可控串联补偿电容(TCSC)的数学模型 ,推导出适用于复数力矩系数法的TCSC的复频域等效端口导纳矩阵 ,在此基础上可方便地利用复频域扫描法分析TCSC对电力系统次同步谐振的影响。对 1个 2机 5节点系统用所提方法进行了次同步谐振分析 ,同时进行了全时域数字仿真 ,数字仿真结果验证了所提方法的有效性。

伊冯可控串联补偿阻抗控制暂态特性的数字仿真

本文介绍东北地区伊敏至冯屯500kV可控串联补偿装置阻抗控制暂态特性的数字仿真结果。其中包括容抗均匀调节特性、害抗阶跃响应特性、开环阻抗控制和闭环阻抗控制特性以及感性电抗和容性电抗之间的相互转换过程。

基于采样—数据模型方法的可控串联补偿系统对次同步振荡抑制作用的计算分析

采用TCSC的采样 数据模型 ,可方便地分析较大规模电力系统在不同TCSC控制策略下的动态特性。该模型考虑了晶闸管开关的非线性和时变因素 ,在汽轮发电机组轴系频率范围内足够精确。通过分析IEEE次同步振荡用的第一基准模型和伊敏 大庆 5 0 0kV带可控串联补偿的输电系统 ,用定量计算从理论上说明了只有当晶闸管导通角在一定范围内或大于一定的数值时 ,才能有效地抑制次同步振荡。

基于能量函数的可控串联补偿稳定控制策略

将暂态能量函数 (TEF)值作为系统稳定的指标 ,并用TEF对时间的导数来决定可控串联补偿 (TCSC)装置在暂态稳定过程中的控制策略 ,可以有效地改善系统暂稳特性并迅速平息后续振荡。文中还推导了多机系统下 TEF对时间的导数的一般公式 ,并以单机无穷大系统为例 ,图示说明了所设计的 TCSC稳定控制策略的效果。针对三相短路故障 ,用数字仿真和动态模拟实验对控制策略进行了验证 。

可控串联补偿装置器件级数字仿真研究

在可控串联电容补偿装置 (TCSC)的研究中 ,用电容、电感、晶闸管、MOV等元件构造 TCSC器件模型。选择合适的步长、触发控制方法和暂态稳定控制器 ,在实际多机系统中进行了 TCSC数字仿真研究。结果表明 ,所采用的 TCSC器件模型和控制方法可在仿真中正确实现

可控串联补偿电容器控制角模型及其在静态电压稳定研究中的应用

提出一个可控串联补偿电容器(TCSC)静态模型,将TCSC基频等值电抗表达为其控制角的显函数并考虑了其自身的功率损耗。将控制角作为状态变量处理,推导了4种典型控制模式下的TCSC牛顿潮流方程并在连续潮流算法中予以实现,并指出恒功率控制、恒电流控制和恒相角差控制中所需的控制参考量由系统基本工况下指定线路补偿度的恒阻抗控制获得。用IEEE30母线系统进行仿真计算,结果表明该模型具有较高的求解效率及数值稳定性,通过控制角可以方便地获取线路的补偿度。用该模型进行电压稳定分析表明,选择最优的安装位置及合适的控制模式是提高电压稳定性的关键因素。恒阻抗控制对提高电压稳定性的效果是最好的,而不适当的控制模式以及不适当的安装位置则可能导致系统的电压稳定裕度降低。

可控串联电容补偿动态模拟实验装置设计

提出了一套可控串联电容补偿TCSC(Thyristor Controlled Series Compensation)动态模拟装置的设计方案。装置分为控制保护、录波和远程监控3个单元,每个单元中的插件都是一个完成单一任务的功能模块,各功能模块均是由双口RAM交换接口进行数据交换,通过工控机的ISA总线相连组成一个整体,采用这种硬件结构装置的实时性、可靠性和扩展性得到了极大的提高;控制保护单元和录波单元通过集线器与远程监控单元相连,同时控制保护单元和录波单元也有各自的监控界面,方便进行就地调试和监控。装置采用分层设计,中上层控制策略用C语言编程实现,易于进行各种控制策略和保护的研究。利用所研制的实验装置,分别在电容电压同步方式和线路电流同步方式下,进行了TCSC的基频阻抗特性实验。实验结果表明,该TCSC实验装置能够快速调节阻抗,并能灵活地完成不同阻抗模式之间的切换。

采用本地信号的可控串联电容补偿神经网络逆系统控制方法

选取可控串联电容补偿(TCSC)上传输的有功功率作为被控量,本文提出了采用本地信号的TCSC神经网络逆系统控制方法。该方法基于较完整的TCSC非线性动态模型,实现了TCSC系统的精确线性化,同时所设计的控制策略适用于任意的电力系统结构。控制器的设计使用神经网络逆系统方法,使得所设计的控制策略不依赖于系统的精确模型和参数。针对两区域四机电力系统的仿真结果表明所设计的控制策略能达到直接控制TCSC传输功率,间接控制远端发电机功角的目的。

可控串联电容补偿器的负阻尼特性研究

由于在暂稳控制器的设计中通常将可控串联电容补偿器 (TCSC)处理为带限幅器的一阶惯性环节 ,而忽略了电力系统动态行为对 TCSC脉冲触发过程影响以及装置动态响应特性的研究。文中建立了装有 TCSC的电力系统的扩展 Phillips- Heffron模型 ,通过分析 TCSC对系统同步和阻尼转矩的贡献 ,给出了在开环定触发角控制下 TCSC表现为负阻尼特性的解析解。基于NETOMAC的数字仿真结果验证了模型分析的正确性 ,同时指出通过合适的底层控制策略可以减弱和消除负阻尼 ,有效地改善 TCSC的动态响应特性。

基于串联电容补偿的超/特高压输电线路可控并联电抗器补偿度分析

为了研究超/特高压输电线路中考虑串联电容补偿时的可控并联电抗器补偿度,以均匀分布条件下并联电抗与串联电容补偿度的分析为基础,利用两端布置可控并联电抗器的输电线路π型等效电路,分析了超/特高压输电线路的电压分布特点及功率传输特点。通过对分段布置的可控并联电抗器补偿度的分析,深入研究了串联电容补偿对可控并联电抗器补偿度的影响,推导出均匀串联电容补偿条件下可控并联电抗器补偿度的数学表达式。数值模拟结果表明增加串联电容补偿后,可控并联电抗器补偿对应的传输功率变化范围进一步扩大,并且串联电容补偿影响可控并联电抗器的布置间距,随着串联电容补偿度的增加,在满足电压控制的前提下,可控并联电抗器的分段布置间距可以增大。

利用改进的可控串联补偿潮流计算模型研究电网最大输电能力

基于电力市场环境下的频繁输电交易将对电网最大输电能力(TTC)提出更高要求,研究了可控串联补偿(TCSC)对提高电网TTC的重要作用,改进并建立了TCSC潮流计算模型和计及TCSC的电网TTC计算模型.采用基于灵敏度的反复线性迭代算法,以IEEE-14和IEEE-30节点系统为例进行仿真计算.结果表明,该模型是有效的.

可控串联补偿装置动态模拟实验研究(下)──潮流控制和电磁暂态过程

讨论了可控串联补偿（ＴＣＳＣ）装置对所在电力系统的影响。研究了含有可控串联补偿装置的潮流控制算法，动模实验、理论计算及ＥＭＴＰ数值仿真结果都证明，ＴＣＳＣ能够有效调控线路潮流。通过动态模拟实验和ＥＭＴＰ数值仿真程序对电磁暂态过程进行了研究，结果表明，含有ＴＣＳＣ装置的系统在短路情况下的电磁暂态过程与常规串联补偿的线路完全不同。

可控串联补偿阻抗控制策略研究

提出触发角修正反馈阻抗控制策略,与常规阻抗误差反馈修正命令阻抗的方式相比,避免了每次修正后都需查表求触发角,提高了底层响应速度。可控串联补偿(TCSC)采用非线性控制方法进行阻抗闭环控制效果最佳,但所需数据量大,实现困难。设计触发角修正变结构PID阻抗控制器:在测量阻抗第1次到达或接近命令阻抗之前,积分环节参数为0,即为PD控制器;之后则投入积分环节,恢复为PID控制器。当TCSC从不同的阻抗值阶跃到同一阻抗值时,误差累加器的值接近,从而可以得到非常接近的控制效果。数字仿真和动模实验结果表明该控制策略超调小、响应速度快,并能快速消除偏差,具有良好的动态和静态性能,且结构简单,易于工程实现。