基于晶闸管控制的串联电容器提高输电网系统稳定性措施

在输电网中装设晶闸管控制串联电容器(Thyristor controlled series capacitor,TCSC)可以减少传输损耗,增加输电容量,并改善电压质量。本文介绍了晶闸管开关串联电容器在电力系统输电网络中的应用。将TCSC串联安装在输电线路的两个位置,在有TCSC的情况下,对输电网系统的性能进行了研究,研究了不同类型的电力系统干扰,如发电机出口电压的波动、负载的切除、发电机的停电和电网同步,以及电压、潮流和阻抗等参数。并且在MATLAB/Simulink中对所研究的系统进行仿真,并对TCSC结合的测试系统进行了验证,仿真结果验证了输电网装设TCSC装置的有效性。

晶闸管控制的串联电容补偿模型的综合研究

采用拉氏变换精确推导出适用于瞬时过渡阶段和稳态阶段的TCSC回路中电容器、电抗器和晶闸管元件的电压和电流数学表达式，再采用傅里叶分析进一步导出了TCSC基波阻抗和晶闸管触发角之间精确的数学关系。利用电磁暂态程序（EMTP）验证了TCSC回路数学分析的正确性。此外，建立了带有微机控制的完整的TCSC动模试验装置，并通过动模试验进一步同TCSC回路的数学分析和仿真结果作比较。动模试验的结果与理论分析和仿真的结论较好地吻合，且证实了数学分析和数字仿真中采用线路电流保持正弦假设的合理性。

晶闸管控制的串联电容补偿回路分析

在介绍晶闸管控制串联电容补偿（ＴＣＳＣ）基本概念的基础上，推导了ＴＣＳＣ回路中电容器、电抗器和晶闸管元件的电压和电流数学表达式，并由此进一步导出了ＴＣＳＣ基波阻抗和晶闸管触发角之间精确的数学关系．文中对现有的ＴＣＳＣ动态行为研究方法也作了定性的讨论和归纳．

晶闸管控制的串联电容补偿器的原理与应用

作为FACTS家族的一个成员,晶闸管控制的串联电容补偿器(简称“可控串联补偿器”-TCSC)由于可以有效地控制潮流,提高线路的输送能力,再加上结构简单、性价比高,越来越受到电力工业界的重视。但作为串联补偿装置,其运行的可靠性,特别是对次同步谐振(SSR)的抑制能力也是用户关注的焦点。文中根据国外TCSC装置10多年的运行经验指出只要对控制器本身及其与系统的关系进行深入地研究分析,完全可以有效地解决SSR等困扰常规串联补偿装置的问题,达到提高线路输送能力的目的。

晶闸管控制串联电容器补偿装置的控制研究

串联补偿方式可以有效地解决控制线路的潮流问题.通过分析晶闸管控制串联电容器(TCSC)的结构、运行原理和性能,设计出了基波电流的锁相环PLL电路和应用与线路电流同步锁相环控制方法,为串联电容器补偿装置控制研究提供了理论基础.

晶闸管控制串联电容补偿控制策略研究

晶闸管控制串联电容补偿通过采用串联电容补偿,以电容的容抗补偿输电线路的感抗,达到等值的缩短电气距离的目的,从而提高系统运行的稳定性及输电能力。其阻抗控制是整个装置实现与否的关键。本文建立了晶闸管控制串联电容补偿电路模型,分析了晶闸管控制串联电容补偿的不同运行模式。并采用PID控制方法实现对晶闸管控制串联电容补偿的阻抗控制。经过系统仿真验证,结果表明,本方法具有良好的动态和静态性能,能满足工程实际要求。

晶闸管控制串联电容器应用于弹性交流输电系统的稳定度分析

弹性交流输电系统设备,如晶闸管控制串联电容器(TCSC)、制动电阻、并联电容电抗与静态移相器被用来动态调整网络配置,以提高系统的静态特性和暂态稳定度。现代电力系统庞大而复杂,扰动常改变电网结构并导致非线性响应。本文采用晶闸管控制串联电容器提高电力系统动态稳定度,晶闸管控制串联电容器的阻抗由辅助进相-迟相控制器根据发电机速度偏差进行调整,辅助控制器参数由基于模态控制理论的极点指定法来确定。针对指定的操作点设计控制器,探讨系统在不同加载条件下,不同功率因数,端电压下的闭环特征值灵敏度。并对具有辅助进相-迟相控制器的晶闸管控制串联电容进行检测,以保证电力系统在各运行点的阻尼特性。数值模拟结果表明提出的控制能有效的提高大信号瞬态稳定度和电力传输能力。

可控串补晶闸管阀触发控制的电容电压增量控制算法

根据TCSC的数学模型 ,研究了电容电压增量的特点和性质 ,提出了电容电压增量控制的触发算法。该算法中控制量计算所用的参数均取自TCSC装置本身固定参数和运行参数的实测值 ,与TCSC安装位置和电力系统的运行方式无关。采用该算法的TCSC在实现阻抗控制的同时 ,可以对次同步分量快速调制 。

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。

可调串联电容补偿及其在电气化铁路中的应用

文章对串联电容补偿与并联电容补偿进行了比较分析,详细介绍了晶闸管控制串联电容补偿装置的特点及其对电力系统性能的改善原理,针对电气化铁路牵引负荷的特点,给出了晶闸管控制串联电容补偿装置在电气化铁路中应用的完整方案。

串联补偿电容器在南方高压输电系统中的应用

高压输电系统在长距离稳定输电方面发挥着重要作用，串联补偿电容器可提高长距离输电的能力及系统的稳定性。文中介绍了安装于天广线平果变电站的晶闸管控制串联补偿电容器与河池变电站的固定式串联电容器的设计及系统集成。

TCSC鲁棒自适应控制器的非线性逆推设计

设计了一种应用于互联电网的TCSC鲁棒自适应调制控制器(RAMC).该控制器采用广域测量系统中的全局信号,旨在对各区域的惯量中心进行控制并保持同步运行.采用反推法推导了控制规律,并在2区域4机系统中进行了控制器性能检测.仿真结果显示,该控制器可有效阻尼互联电力系统间的机电振荡,与传统的控制器相比具有良好的性能.

华东500kV电网串联谐振型故障电流限制器的保护配置

采用串联谐振型故障电流限制器(fault current limiter,FCL)是解决超高压电网短路电流超标问题的一种新技术手段。文章介绍了华东500kV电网FCL示范工程的选址和主要参数设计等基本情况,阐述了基于晶闸管保护串联电容器(TPSC)技术的FCL的基本原理和主体结构,以及FCL控制保护样机的系统结构和主要功能,详细描述了样机所采用的各类保护配置,并分析了FCL对系统继电保护的影响。对保护配置中最具代表性的线路过电流瞬时保护和金属氧化物限压器(MOV)过电流保护试验数据进行了分析,验证了FCL控制保护样机保护配置的合理性和实用性。

基于最优变目标策略的TCSC与励磁系统协调控制

发电机励磁系统以及可控串联电容补偿器(thyristor-controlled series capacitor,TCSC)对远距离输电系统的稳定性影响很大。基于最优变目标控制(optimal variable aim control,OVAC)理论,提出了TCSC与励磁系统协调控制的方法。首先针对含有TCSC的单机无穷大系统的非线性模型,建立了状态空间方程;然后利用最优变目标控制理论推导出了TCSC与励磁系统的协调控制规律;最后利用算例进行了仿真验证。仿真结果表明,该策略提高了系统阻尼,有效地抑制了系统的功率振荡,改善了系统的稳定性。

伊敏——冯屯可控串补控制策略的RTDS实验研究

采用RTDS实时仿真工具验证了我国东北电网伊敏-冯屯500kV交流输电架空线路可控串联补偿控制器的各项控制性能,检验了可控串联补偿装置的稳态运行特性,研究了可控串联补偿装置的阻抗阶跃特性和运行模式转换特性,最后通过三相故障的工况验证了可控串联补偿装置提高系统暂态稳定性尤其是阻尼低频功率振荡的作用。

抑制次同步谐振的TCSC主动阻尼控制

采用同步电压反转(synchronous voltage reversal,SVR)触发控制的可控串联补偿电容(thristor controlled series compensator,TCSC)本身不会诱发系统的次同步谐振(sub-synchronous resonance SSR),而且因为其在次同步频率范围内固有的感性阻抗特性,一直以来工程中都把TCSC作为一种缓解SSR的有效措施。虽然采用SVR触发的TCSC可缓解系统SSR的压力,但其本身却无法主动抑制SSR,该文提出一种TCSC的附加控制——主动阻尼控制,通过调节TCSC的触发,可使系统在危险振荡模式下向机组提供正值的电气阻尼,从而更好地抑制SSR。时域及频域的仿真也验证了该主动阻尼控制的有效性。

TCSC抑制次同步谐振的原理及控制器设计

基于主动阻尼控制的思想,结合相位补偿的方法,设计了晶闸管控制串联电容器补偿(TCSC)次同步阻尼控制器(SSDC)。给出了SSDC的结构及基于IEEE的测试系统模型,该SSDC在达到提升整个次同步频段阻尼的基础上,大大降低了相位补偿设计的难度。通过时域仿真,结果表明加入SSDC能将系统13～40Hz频段内的电气阻尼提高为正,消除了该次同步频段内的次同步危险。

TCSC非线性自适应鲁棒控制器设计

研究了含有参数不确定及外部扰动的带有TCSC(thyristor controlled series compensation)的单机无穷大母线系统的鲁棒控制问题.针对描述单机无穷大母线系统的非线性三阶模型,将自适应理论和L2增益干扰理论相结合,并用逆推法构造出系统的存储函数,设计出了系统的非线性自适应鲁棒控制器.所设计的控制器不仅能够保证系统状态有界,而且能够有效地抑制外部干扰对系统输出的影响.仿真结果表明,所设计的控制器能够在很短的时间内使系统恢复稳定的状态,说明其控制是有效的.

含TCSC装置的单机无穷大电力系统的非线性自适应动态面鲁棒控制

针对含晶闸管控制串联电容器装置的单机无穷大电力系统,考虑摩擦阻尼系数不确定及受外部未知干扰的情况,基于非线性自适应动态面控制方法,设计了鲁棒控制器,同时得到了系统不确定参数的自适应更新律以及系统稳定运行的充分条件.采用该方法避免了传统自适应backstepping法中对虚拟控制输入的反复求导,克服了计算量过大的缺点.数值仿真结果表明,所设计TCSC非线性自适应动态面鲁棒控制器在系统动态响应和不确定参数的估计性能方面优于传统的自适应backstepping鲁棒控制器,提高了电力系统的动态稳定性.

超高压线路串补电容的微机保护算法

在超高压输电线路系统中,串联电容补偿具有提高输送容量和改善系统稳定性等优点,但由于串补电容的存在导致输电线路继电保护存在一系列问题。根据串补电容对距离保护和零序方向保护影响的理论分析,提出了基于TCSC串补电容的线路微机保护算法。算法利用TCSC的运行参数,考虑了串补电容在暂态过程以及电容运行状态对保护参数整定的影响,以避免TCSC使保护拒动或误动。最后通过仿真运行表明,该算法对于带有不同运行状态的TCSC的输电线路有很强的适应力和可靠性,可以满足线路继电保护的基本要求。