Dual-Timescale Control for Power Electronic Zigzag Transformer

Power electronic zigzag transformer is an attractive solution for the flexible interconnection of smart distribution networks.It is constituted by slow-response and low-precision thyristor converters and fast-response and high-accuracy voltage source converters.This paper models its primary circuit and addresses its basic operation mechanism.Then a dual-timescale control scheme is investigated to realize the coordinated regulation of both types of converter.A simulation case is established in PSCAD containing interconnected mid-voltage distribution networks.Simulations with poor-and well-matched control timescales are both carried out.And accordingly,the power flow controllability under these conditions is compared.When the shorter control timescale is no more than tenth of the longer one,the power electronic zigzag transformer will operate with satisfying performances.

TCT变压器式可控电抗器的设计和关键问题分析

本文中作者介绍了6脉波TCT变压器式可控电抗器基本原理和设计方案,分析了绕组排列、漏磁控制、绝缘设计及噪音控制等设计问题。

SVC用TCT型可调电抗器仿真分析

论文介绍了晶闸管控制变压器(thyristor controlled transformer,TCT)型可调电抗器的原理,着重分析了低压绕组为三相四线接法的TCT工作过程及谐波特性。利用电磁暂态仿真软件PSCAD建立仿真模型,模拟装置的工作过程,得到不同触发角度时TCT注入系统电流的谐波特性,为设计该接线方式的TCT提供了重要参考,为进一步设计制造低谐波TCT打下了良好的基础。

适应负荷速变的TCT式可控电抗器控制方法

针对负荷快速变化时无功功率的补偿问题,提出一种TCT式可控电抗器优化控制方法,首先分析了晶闸管触发角与补偿后功率因数、三相不平衡、谐波畸变率之间的关系,然后利用遗传算法寻找一组最优触发角来控制无功补偿装置,使得补偿效果最佳,最后利用BP神经网络对结果进行训练,建立了负荷功率与触发角之间的映射。仿真结果表明,该方法具有较高的效率,能够快速补偿功率因数和三相不平衡,同时可有效降低线路的谐波电流含量,尤其适用于负荷快速波动的场合。

TCT变压器型可控电抗器消除5、7次谐波的研究

为解决双绕组Dyn联结的晶闸管控制变压器型可控电抗器设备产生的5、7次谐波大的问题,以实现设备的良好应用,笔者采用双二次绕组控制模式,通过移相方式抵消设备产生的5、7次谐波,并搭建试验电路对其进行验证。结果表明,该接线方式对5、7次谐波抵消率在90%以上,能确保设备的经济运行。

TCT式可控并联电抗器晶闸管阀取能方式分析

对晶闸管控制变压器(TCT)式可控并联电抗器结构特点进行分析,并总结其运行特点。根据晶闸管控制变压器式可控并联电抗器在90°180°范围内平滑调节容量的特性,重点分析电压取能和电流取能对其运行特性的影响,并提出晶闸管控制变压器式可控并联电抗器使用电压和电流混合取能的方法。通过建立真实动态模型,证明了该方法的可靠性和可行性,为晶闸管控制变压器式可控并联电抗器的设计提供了依据。

TCT型SVC在矿用提升机动态无功补偿中的应用

论文主要介绍了矿用提升机的组成、特点以及采用直流电机带来的电能质量问题,并提出解决方案。以某煤矿为例,说明晶闸管控制的高阻抗变压器(TCT)型SVC投运后,提升机产生的电压波动、谐波电流等电能质量问题得到了很好的解决,并取得了良好的经济效果。

TCT型SVC在电气化铁路中的研究和应用

主要介绍了电气化铁路存在的电能质量问题,指出V-V接线时高压无功补偿成套装置(简称TBB)的缺点和常用晶闸管控制电抗器(简称TCR)型静止无功补偿装置(简称SVC)存在的不足,通过研究提出最优解决方案,即采用共用铁轭的2台单相晶闸管控制变压器(简称TCT)构成紧凑的TCT型SVC,其2相可以独立控制,并应用于某供电段。通过设备投运前后数据可知TCT型SVC提高了功率因数、减免罚款、提高电能质量,并验证了所提方法的正确性。

TCT型SVC在铁路牵引变电站的应用

针对电气化铁路牵引变电站存在无功波动大、功率因数低的问题,提出了应用晶闸管控制高阻抗变压器(TCT)型静止无功补偿(SVC)进行动态无功补偿的解决方法。分析了TCT型SVC的补偿原理,以某铁路牵引变电站动态无功补偿为例,说明TCT型SVC投运后能快速跟踪负荷无功变化需求,功率因数明显提高,电压稳定性得到改善,并取得良好的经济效果。

基于节点功率注入的双芯对称型晶闸管可控移相器机电暂态建模

晶闸管可控移相器(thyristor controlled phase shifting transformer,TCPST)具有快速响应特性,可用于提高系统稳定性。为实现含柔性交流输电系统(flexible AC transmission system,FACTS)设备的大规模电力系统暂态稳定计算,提出了TCPST的机电暂态仿真模型。考虑TCPST的电气部分和控制结构,通过模型等效和等价变换,推导了TCPST节点功率注入模型的数学表达式,并建立计及附加阻尼控制器的档位控制模型。此外,针对TCPST仿真模型中档位离散切换特性所带来的数值振荡问题,提出了利用滤波环节处理注入功率的抑制方案。最后在交直流电力系统计算分析软件中搭建了TCPST的机电暂态模型,并将模型应用到南方电网的算例中。通过算例系统的DSP、BPA和PSCAD仿真计算结果比较,验证了所搭建模型的准确性,且该机电暂态建模方法可为其他FACTS设备的仿真建模提供参考。

基于相角控制法的电流互感器取电电源设计

根据电流互感器的工作原理,建立了电流互感器取电线圈的负载工作模型。理论推导并实验验证了取电线圈输出功率与磁化电流及功率输出导通角θ的关系,在此基础上提出基于相角控制法的电流互感器取电电源设计方法。在可输出功率充足时通过在每个周期内使取电线圈输出功率等于负载消耗的功率,从而使电流互感器取电电源在较大导线电流范围内稳定工作在低热耗状态。最终测试结果表明,电流互感器取电电源在40～1 000A的电流范围内可稳定输出近2.5W的功率。

多绕组变压器负载可控型可调电抗

为使可调电抗器能快速连续调节且不产生谐波,提出一种新的可调电抗原理:使用晶闸管和电压型PWM逆变器作为多绕组变压器二次侧负载,通过对晶闸管的开关控制和对逆变器输出电流的控制实现变压器一次侧等效阻抗的任意调节。晶闸管的开关控制实现可调电抗的粗调,从而晶闸管开关绕组占有可调电抗的主要容量;逆变器输出电流控制实现可调电抗的细调,逆变器输出绕组容量很小,从而降低了成本。实验结果表明该新型可调电抗器具备电感线性连续可调、谐波电流小的优良性能。

有载调压中互斥晶闸管开关组的通断控制

为提高调压速度,提出了有载调压过程中互斥晶闸管开关组的通断控制方法,它采用电流在过零点的瞬间来控制互斥晶闸管开关组的通断以限制有载调压过程中调压绕组过电压。理论分析及仿真验证了该法快速、无电弧、无冲击、平滑调压的可行性。该法还可用于切换感性负载的电源及投入备用电源。

基于大容量SVC的SCOTT变压器电能质量治理方案及应用

针对斯科特变压器由于运量增大、主变压器的两相工况差异大而造成的电压波动大、功率因数低、谐波和负序电流大的问题,提出在变压器55 kV侧接1个大容量晶闸管控制电抗器支路和3个固定电容补偿支路,其中晶闸管控制电抗器支路和2个固定电容补偿支路安装于重载臂,而另一个固定电容补偿支路安装于轻载臂。结合其拓扑结构,提出以负序电流最小为目标的多约束无功功率优化控制数学模型,并对其控制过程进行详细分析。实际应用表明:该装置解决了重载臂的电能质量问题,使电压跌落从30%减少到11%,功率因数由0.76提高到0.98;并显著减少高压侧的负序电流,提高了变压器的效率和利用率。

对偶式潮流调节器

提出了一种潮流控制的新方法。该方法通过调节串联在双回线路上、特殊设计的互感器的电抗 ,来调节线路上的功率。文中分析了基于这种新方法的潮流调节器对线路功率的调节特性 ,以及本身的电流、电压、功率特性。实例计算表明对偶式潮流调节器结构简单 ,经济性好 。

一种新型大型变压器自适应冷却控制装置

提出了大型变压器自适应冷却控制装置的原理和实现方法。对冷却器组数提出了用温度及温度变化率结合变电站及发电厂实际情况和冷却器组累积运行时间进行自动均衡综合控制 ,并对运行冷却器组的各种故障进行自适应保护。现场运行表明 ,该冷却控制装置可靠性高、功能强 。

变压器式可控电抗器绕组电流与触发角的关系

变压器式可控电抗器(CRT)各绕组的电流与其各个控制绕组晶闸管的触发次序及触发角大小关系密切。在根据各个控制绕组触发角的大小规定触发次序后,采用分段线性化的方法,建立了用自、互电感表示的电路方程,通过求解电路方程,得出所有绕组电流瞬时值在任意时段上的矩阵表达式。通过傅里叶分解求得所有绕组基波电流的傅里叶系数与各个控制绕组晶闸管触发角之间的非线性函数关系式的矩阵形式,进而得到其基波电流有效值。分析和算例结果说明,所给出的CRT绕组电流计算公式适用于CRT的所有工作方式;控制绕组逐级短路的工作方式只是一个特例。

基于小波变换的基波无功实时检测

分析了SVC装置现有的无功功率检测方法,提出了一种基于正交小波变换的基波无功功率实时检测方法。该方法用电力系统电压、电流信号离散采集的数据,可方便地对系统功率因数实时检测,能有效地分解和计算含各次谐波和随机干扰的电压、电流信号中的基波分量,从而得到实时的无功功率数据。通过仿真,验证了实时检测方法的有效性。

新型可控无源滤波器的实验研究

提出了一种新型可控无源滤波器,该滤波器利用晶闸管控制的高短路阻抗变压器(TCT)作为可控电抗器,通过改变它的触发角来改变可控电抗器的等效电感,使滤波器在电容变化后重新回到谐振状态,从而实现无源滤波器的自动调谐。本文以单相全控桥整流电路为例进行了实验研究,当电容值变化8.62%时,造成了滤波后进入系统的电流波形严重畸变,3次谐波电流畸变率HRI3达28%。通过调节TCT的触发角大小,HRI3变为1.14%,基本保持正弦波形且正负半周对称。结果表明该可控无源滤波器非常适用于一般电力电子装置的谐波抑制。

无弧有载调压变压器方案的研究

本文对三种无弧有载调压变压器的技术方案进行了深入的研究。分析了晶闸管与机械开关相结合的无弧有载分接开关的灭弧机理和灭弧特性 ,论述了晶闸管控制串联调压变压器的工作原理和调压性能。通过物理模拟试验明确了它们不同的灭弧效果和动态响应特性。经过对三种方案的比较 ,提出晶闸管控制串联调压变压器是无弧有载调压的最佳方案。