可控串补基频等效阻抗与TCR基频电抗关系的仿真和动模实验研究

在可控串补 (TCSC)动模实验装置特性研究的基础上 ,进一步研究了TCSC基频等效阻抗与TCR基频电抗的关系。提出了TCSC电容支路的电容是随着控制角 β的变化而变化的等效电容CT 的观点 ,并且从理论上和动模实验上进行了分析和验证。同时研究了TCR回路的基频电抗XL 的大小对TCSC谐振点和控制范围的影响 ,以及对TCSC回路的电压和电流波形及大小的影响。获得了相应仿真和动模实验结果 ,确定了XC 与XL 的比值关系及K值选择范围。

可控串补中基频等效阻抗与电抗的关系

在动模实验的基础上 ,研究了可控串补 (TCSC)基频等效阻抗与其可控电抗 (TCR)回路基频电抗 (XL)的关系。分析了XL 的大小对TCSC谐振点和控制范围的影响 ,确定了等效基频容抗XC 与电抗XL 的比值关系及选择范围。

可控串补次同步频率等效阻抗特性的机理分析

利用小信号分析法,在可控串补(thyristor controlled series compensation,TCSC)的工频电流源上叠加一个微小次同步频率分量的电流源,采用数值分析方法获得次同步频率电容电压的时域仿真曲线;在此基础上分析次同步频率电容电压在晶闸管导通前后的变化规律,推导TCSC次同步频率等效阻抗的解析表达式。结果表明通过解析法求得的次同步频率等效电抗与数值方法获得的特性曲线变化趋势基本吻合;根据对解析表达式的分析,研究晶闸管导通对次同步频率电压的调制作用随导通角增大的变化过程,从周期调制作用角度解释TCSC次同步频率等效阻抗特性形成的机理。

可控串补等值阻抗的计算方法研究

利用小信号分析法 ,对可控串补的频率响应特性进行了研究。对可控串补输入小信号电流 ,求取可控串补中各电压电流 ,并利用傅里叶分析方法求得各信号的相应频率分量 ,进而求得可控串补的频率响应特性。该研究对可控串补系统的次同步谐振以及其他相关的谐波研究有重要意义 ,分析方法对其他FACTS元件的研究有借鉴作用。EMTP仿真验证了本文方法的有效性。

我国第一套国产化可控串补装置的阻抗控制

文章介绍了我国自行研制的第一套可控串补(TCSC)工程——甘肃220kV碧口—成县(简称碧成)线可控串补工程中可控串补系统的阻抗控制。系统试验证明:220kV碧成线可控串补系统能够平滑快速的进行阻抗调节,调节误差较小,响应速度满足工程要求。220kV碧成线可控串补系统控制器的设计已达到世界先进水平。

带可控串补和可调电抗器输电线路纵联保护新原理

提出了一种适用于带可控串补和可调电抗器输电线路的故障分量综合阻抗纵联线路保护新原理.利用故障时线路两端故障分量电压相量和与故障分量电流相量和的比值,来判断线路上是否发生了故障.在外部故障时,该比值反映输电线路上的容抗,其模值较大,内部故障时,该比值反映系统电源阻抗和线路阻抗,其模值相对较小,据此可以区分线路上的内部和外部故障.新原理易整定,本身具有选相能力,不受电容电流的影响,不受可控串补电容以及可调电抗器的影响,耐受过渡电阻能力强.利用中国电力科学研究院西北750 kV系统动模系统参数验证了原理的有效性.

以电容电压过零点为同步信号的可控串补装置触发脉冲特性的分析

在以电容电压为同步信号的可控串联补偿装置(TCSC)中,由于存在电容器、电抗器等储能元件,因此在通过改变晶闸管触发角调整TCSC的运行工况时,电容电压过零点不能由原稳定运行状态立即达到新的稳定运行状态,这势必会影响TCSC的阻抗调节特性。文中给出了这种TCSC装置在计及电抗器电阻时的电容电压表达式,研究了TCSC运行在感性区、晶闸管触发角跃变时电容电压过零点的变化规律,并对TCSC在暂态、稳态过程中的电容电压过零点的振荡特性进行了深入分析。

亚洲首个500kV可控串补（TCSC）工程——天广交流输变电平果站可控串补一次系统设计方案

通过国际竞争性招标，2002年西门子公司得到了中国南方电网公司的天生桥-广东500kV交流输变电天广平果站可控串补(TCSC)工程，负责其成套设备供货并监管设备安装及调试。经论证，该工程决定采用TCSC与固定串补相结合的方案，以较为经济的方式增加现有输电线路的容量，通过减小输电线路阻抗来提高两个强互联电网的稳定性。工程于2003年11月投运。

基于专家神经网络PID控制器的可控串补装置

针对可控串补(TCSC)阻抗控制中常采用的传统PID控制器的阻抗响应时间长、稳态误差大的缺点,提出了专家神经网络PID阻抗控制方法。仿真结果表明,专家神经网络PID控制器能提高TCSC阻抗跟踪性能,具有控制精度高、稳定性好、鲁棒性强和进入稳定状态快的特点。此控制器适用于不同的参考阻抗,具有较强的实用性。

用于TCSC阻抗控制的免疫反馈PID控制方法

分析了常规PID控制应用于可控串补(TCSC)的阻抗控制时在TCSC的命令阻抗从不同阻抗阶跃到同一阻抗的情况下其鲁棒性差的原因,借鉴生物免疫系统的免疫响应调节机理,提出了一种用于TCSC阻抗控制的免疫反馈PID控制方法,该方法不改变传统PID控制器的结构,其中的免疫反馈响应速度可通过调整控制系统自身的参数进行调节,因而具有较强的实用性。免疫反馈PID控制与常规PID控制的仿真比较结果证明,文中提出的控制方法在响应各种阻抗阶跃命令时具有较小的超调量和较快的响应速度,并能快速消除偏差,具有良好的动态和静态性能,能满足实际工程的要求。

电抗器品质因数对TCSC特性的影响及阻抗特性的双解现象

可控串联电容器(TCSC)装置的晶闸管控制支路电抗器(TCR)品质因数只能是有限值,该文通过时域数字仿真分析了这一参数对TCSC稳态阻抗特性的影响。仿真分析结果表明在电抗器品质因数有限的情况下,TCSC等效阻抗特性的谐振点相对理想情况会出现偏移;同时,在容性运行区间,对于同样的触发角指令,Q值越小,TCSC的等效基频电抗也越小,而在感性运行区间,情况则刚好相反。这种影响在感性和容性运行区间还因TCSC同步触发控制方式不同而存在较大的差异。当以电容电压过零点为同步触发参考时标时,触发角指令与等效阻抗之间是单值对应关系,而以线路电流为同步触发参考时标时,触发角指令与等效阻抗之间是双值对应关系,即所谓的双解阻抗特性。文章进一步研究了线电流同步方式下TCSC等效基频阻抗呈现双解的现象,指出产生该现象的根本原因是采用了不同的触发参考时标。TCSC等效基频阻抗特性的双解现象实际上是在以线路电流过零点为触发参考时标时TCSC表现出的一种特殊运行特性。它与以电容电压同步触发参考时标的阻抗特性之间具有确定的对应关系。在两种不同的触发时标下,通过详细时域仿真验证了上述结论。

特高压输电线路用新型TCSC方案及其控制策略研究

为了在1 000 kV特高压输电线路或有较大额定电流的750 kV输电线路上加装可控串补(thyristor controlledseries compensation,TCSC),解决目前TCSC中所需晶闸管阀通流能力不足的问题,提出了一种基于双阀控电抗器(thyristor controlled reactance,TCR)支路并联的TCSC实现方案,并对其控制策略进行了研究。通过对幅值相等控制策略下双TCR支路TCSC进行数学建模,设计了相应的阻抗控制环节和幅值相等控制环节,实现了相应的控制目标。仿真结果表明,提出的TCSC实现方案及其控制策略可行,适用于工程应用。

适应于酒泉风电送出的750kV线路纵联保护原理研究

针对酒泉大规模风电基地送出750 kV输电线路,提出了一种适用于带串补和可控电抗器输电线路的故障分量综合阻抗纵联保护新原理。通过计算线路故障分量差动电压与差动电流的比值得到综合阻抗,外部故障时,综合阻抗反映线路的并联容抗,模值很大;内部故障时,综合阻抗反映系统阻抗,模值很小,并分析指出补偿相间电容后再分相计算综合阻抗判据,可以增强健全相保护的可靠性。新原理容易整定,本身具有选相能力,不受负荷波动、电容电流的影响,不受串补电容以及可控电抗器的影响,耐受过渡电阻能力强。利用ATP以酒泉风电基地750 kV送出系统为原型进行仿真实验,结果表明该原理可靠灵敏,适应于大规模风电送出工程的需要。