可控相间功率控制器(TCIPC)运行特性分析

研究了相间功率控制器IPC(Interphase Power Controller)基本结构和数学模型,通过晶闸管触发控制电感支路构成可控相间功率控制器(TC IPC),并将其应用于交流弱联系的互联电网中,推导了晶闸管触发延迟角与TC IPC参数以及两侧电网戴维南等值参数之间的关系,分析了计及两侧电网等值参数影响下的TC IPC运行特性。以东北-华北电网经带TC IPC的联络线交流弱联系为例,说明TC IPC对互联电网具有动态连续潮流控制能力。

基于参数协调的可控相间功率控制器调节特性研究

研究了可控相间功率控制器(TCIPC)的基本结构和数学模型,通过控制晶闸管触发角等效调节相间功率控制器的基本参数,从而协调输出功率,其中,通过控制晶闸管触发延迟角等效地改变电感支路的电抗参数,通过晶闸管控制投切不同组数的电容器等效地改变电容支路的电容参数。基于简化模型绘制出TCIPC功率P-Q运行曲线图,对参数协调下的TCIPC调节特性进行研究。以实例验证了由带TCIPC联络线进行交流弱联系的两侧电网在相位相对滑移时,可以通过协调TCIPC的等效参数控制联络线传输的功率,避免有功功率大幅波动,并保证端口的电压质量,有效地缓解了常规IPC可能出现的过电压问题。

相间功率控制器潮流控制中过电压问题的研究

由于相间功率控制器(Interphase Power Controller,IPC)在电力系统潮流控制中的过电压问题应用,基于IPC的基本结构,研究了IPC的过电压问题。建立正常、扰动情况下IPC端口、电容及电感承受的电压与IPC结构参数、运行参数之间的关系表达式,得出当IPC始端电压超前末端电压,在增大有功功率的同时,IPC将向网络提供较大的感性无功功率,使IPC端口出现过电压的危险;并且IPC两条并联支路的移相角越大,电容器、电感器上过电压越严重;当IPC末端断线,将出现严重的谐振过电压。在此基础上提出了并联可控电抗器(Thyristor Con-trol Resistor,TCR)于IPC的出口处,动态调节IPC注入网络中的无功功率以控制节点电压的方法。算例表明通过TCR与IPC的协调,可以有效地控制电网的潮流分布,抑制过电压水平。

基于VSC的动态可控相间功率控制器改善系统暂态稳定性的研究

根据电压源换流器(VSC)和相间功率控制器(IPC)的基本工作原理及特性,以VSC代替IPC的移相环节,晶闸管控制电抗器(TCR)代替电感支路,晶闸管控制串联电容器(TCSC)代替电容支路,构建了动态可控的相间功率控制器(DCIPC);基于DCIPC的原理结构,建立了VSC注入电压与联络线传输功率的关系,对无IPC与带IPC的简单系统的功角特性曲线进行分析,说明DCIPC可以改善系统的暂态稳定性机理,确定提高系统稳定的参数可控制范围。针对VSC的移相环节,设计了直流电压外环、输出电流内环的比例-谐振(PR)控制器;搭建了带DCIPC的简化系统模型进行仿真。仿真结果验证了控制器的有效性,并说明通过控制DCIPC中VSC的注入电压,可以改善带DCIPC电力系统的暂态稳定性。

相间功率控制器控方主导性能分析

本文在相间功率控制器 IPC的‘控方主导’特性及其成立条件的基础上 ,假设东北、华北电网绥中 -姜家营 5 0 0 k V联络线降压接入 IPC运行 ,分别模拟华北电网低电压等级节点发生短路故障 ,部分发电机组退出运行 ,支路发生断线故障以及东北、华北电网负荷总体变化等情况 ,对联络线潮流变化进行了计算分析。仿真计算表明 ,IPC的控方主导特性可以有效控制联络线潮流变化 。

动态可控相间功率控制器的多性能协调控制策略

常规相间功率控制器(IPC)是一种静态调节设备,具有鲁棒潮流控制、短路电流限制和两端电压弱影响的良特性,但也存在设备过电压与安装点电压容易越限、各种行性能要求下的控制参数分散性较大、不易实现多种运行能的协调等问题。针对这些问题,该文提出了一种动态可控IPC(DCIPC)的原理结构,使得常规静态IPC 的等效电感、电容和移相环节变成一种连续动态可控的形式,分析了它的4 种控制策略:基于系统全局正常运行信息的性能协调控制策略、基于设备就地局部正常运行信息的性能协调控制策略、基于就地局部事故状态信息的控制策略和设备投入与退出时的控制策略。并在此基础上,分析了各种控制策略对应的参数协调方法以及控制系统的实施方案。数值仿真表明,文中所提策略和方法是可行的,能够动态地协调DCIPC的不同性能。既可指导IPC 的实际运行,提高其运行性能,又可帮助控制人员发现运行中的矛盾,及时提供解决问题的策略和方法。

TCIPC提高暂态稳定性的PI控制器设计

在研究可控相间功率控制器(Thyristor Controlled Interphase Power Controller,TCIPC)的基本结构和潮流控制原理基础上,建立了在dq0坐标下TCIPC支路电流、端口电压及控制的传输功率之间关系的数学模型;依据TCIPC功角特性说明了调节IPC电感支路参数可以控制联络线传输功率达到改善系统稳定性的机理;基于TCIPC的感抗参数与联络线传输功率的关系,以电流作为TCIPC晶闸管触发控制的同步信号,将感抗期望值作为该控制器的参考信号,设计了TCIPC触发角校正的PI定阻抗控制器;并搭建了带IPC简单系统模型进行仿真。仿真结果验证了该控制器的有效性,并说明通过对TCIPC感抗的控制,可以改善带IPC系统的暂态稳定性。

基于VSC的DCIPC阻尼系统功率振荡及限制短路电流研究

根据相间功率控制器(IPC)和电压源型变换器(VSC)的基本原理、工作特性,将二者结合构成移相环节连续可调的动态可控相间功率控制器(DCIPC)。通过参考电压值对VSC进行调节,进而改变电感和电容支路的注入电压,达到快速连续地改变IPC各支路移相角的目的。分析移相角控制对带DCIPC联络线传输功率的调节作用,以发电机角速度变化作为反馈控制信号设定VSC产生的移相电压,从而实现抑制功率振荡的功能。该控制器电感支路由晶闸管控制电抗器(TCR)代替,电容支路由晶闸管控制串联电容器(TCSC)容性微调模式构成,分析TCR支路感抗和TCSC支路容抗对短路电流的限制作用,以晶闸管触发角作为控制信号设定DCIPC的等值参数,从而实现限制短路电流的功能。以经带DCIPC联络线相连的两机系统为例,验证了所提方法的有效性。

TCIPC并联MOV后对其暂态过程的影响

可控相间功率控制器(TCIPC)并联金属氧化物限压器(MOV)可以对其接入电网潮流控制中可能出现的过电压进行保护,但MOV的并入对TCIPC运行模式变化的暂态过程具有一定的影响。针对此问题,基于TCIPC的基本结构,对TCIPC过电压出现的机理进行探讨,建立TCIPC并联MOV后的动态模型。以功率为参考,选定TCIPC入口母线电压以及线路电流作为控制器的协调分量,设计PI校正阻抗控制器。并以两等值电网经TCIPC交流弱联系为例,仿真分析说明TCIPC并联MOV后会使系统的潮流调控能力下降,恢复稳定的暂态过渡过程时间延长。

基于SSSC的DCIPC潮流控制及过电压改善

在研究了相间功率控制器(IPC)的基本原理的基础上,提出了一种新型的动态可控相间功率控制器(DCIPC)。此种DCIPC用静止同步串联补偿器(SSSC)来支路的移相功能,应用PI控制,可以快速、连续地改变电容和电感支路的移相角;由晶闸管控制电抗器(TCR)来完成IPC电感支路的电感器功能,通过控制晶闸管的触发延迟角,可以连续改变DCIPC电感支路的参数;由晶闸管控制串联电容器(TCSC)的容性微调模式来实现IPC电容支路的参数调节。DCIPC四个环节均能够快速、连续和灵活地进行控制。在联络线两侧电网相位滑移的情况下,调节DCIPC的参数可以协调联络线潮流,使得联络线有功保持基本恒定,并能够较好地改善传统IPC的过电压问题,使得端口电压满足要求。采用Matlab/Smulink仿真,验证了在两侧电网相位滑移时,基于SSSC的DCIPC可以完成联络线潮流控制,并改善过电压问题。