TCSC抑制次同步谐振的机理分析

基于对TCSC次同步频率等效阻抗特性的研究，分析了TCSC次同步频率等效电阻和等效电抗对抑制次同步谐振（SSR）的不同作用。发现系统中SSR的抑制主要取决于TCSC的次同步频率等效电抗特性，而TCSC的次同步频率等效电阻对SSR的抑制本质上是一个能量转换过程，它只能在一定程度上削弱SSR，不可能彻底消除SSR。     

TCSC次同步频率阻抗特性及其抑制SSR的参数设计

正确分析TCSC次同步频率阻抗特性是研究TCSC抑制次同步谐振（SSR）能力以及进行TCSC参数设计的重要基础。基于对TCSC次同步频率阻抗模型的研究,绘制了三维频率阻抗图,分析了TCSC次同步频率阻抗特性,特别提出了次同步谐振导通角的概念。基于内蒙古上都电厂串补输电线路模型,在满足工频基波阻抗调节特性的前提下,根据次同步频率阻抗特性研究了考虑TCSC自然抑制SSR时其主电路参数的设计原则。通过对上述系统各模态频率阻抗特性的综合分析,讨论了TCSC控制参数的选择方法。仿真结果证实了次同步频率阻抗特性分析结果的正确性。     

TCSC与SVC在抑制电力系统次同步谐振中应用比较

针对串补输电引起的电力系统次同步谐振SSR（振荡SSO）,基于IEEE次同步谐振第一标准测试系统,采用测试信号法和时域仿真法,全面深入地比较了TCSC与SVC在抑制系统SSR（SSO）中的作用和效果.研究发现：TCSC与SVC均能有效地抑制次同步谐振,但由于两者分属串、并联设备,故又有各自的特点.投入相同容量时,TCSC较SVC抑制效果更优,提升电气阻尼能力更强.在相同抑制效果下所需TCSC容量要少于SVC,但投资偏高.两者注入电网谐波均为奇次谐波,且以3、5、7次为主.后期运行维护自动化程度较高,应根据装置的不同薄弱环节进行针对性的维护.     

TCSC的次频阻抗特性

在假设可控串联补偿（TCSC）两端电压中工频分量和次频分量能够解耦的条件下,推导出了当在TCSC的基波电压上叠加一个微小的次同步频率分量电压的情况下,TCSC等效次频阻抗表达,式此基础上,分析了TCSC抑制次同步谐振的机理,分析表明,TCSC对次同步频率分量呈现正电阻特性,共抑制SSR的机理在于电阻效应和电感效应等的综合作用。仿真结果证实了 频模型分析结果的正确性。     

TCSC次同步谐振附加阻尼控制器

针对晶闸管控制的串联补偿电容器(TCSC)无法彻底消除系统次同步谐振(SSR)的问题,基于相位补偿原理设计了TCSC的附加阻尼控制器.通过对发电机转速差信号进行适当的放大和移相,产生附加控制信号来调节TCSC的触发角,使TCSC能够在整个次同步频段提供正的电气阻尼来抑制次同步谐振.基于IEEE SSR第一标准测试系统的...     

以可控串补抑制次同步谐振的物理模拟试验研究

介绍了电容电压增量触发算法在TCSC物理模拟控制器上的实现方法,在IEEE第一基准模型上（IEEE First Benchmark Model)进行了TCSC抑制次同步谐振（SSR）的物理模拟试验。试验结果说明电容电压增量触发算法对SSR有明显的抑制作用,同时阻抗控制的响应速度也很快。此外还简要地介绍了其它触发算法的试验结果。     

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。     

可控串联补偿装置对次同步谐振的影响研究

本文介绍了晶闸管控制的串联补偿电容器(TCSC)的基本工作原理,通过TCSC次同步频率下的阻抗特性分析了TCSC抑制次同步谐振(SSR)的机理,并通过计算一实际电网系统特征根验证了结论的正确性。     

数模混合式实时仿真装置中含多质量块轴系的发电机模型及其在工程研究中的应用

介绍了数模混合式实时仿真装置中多质量块轴系发电机模型的构成及其在伊冯可控串补工程中的应用。为了抑制或消除次同步谐振 (SSR) ,中国电科院 TCSC课题组提出了一种新的微调控制方法——电压增量控制 ,其基本原理是在SSR条件下保持电容电压增量水平接近稳态波形 ,使大部分SSR电流仅能通过晶闸管控制的电感支路。此时 ,串联电容补偿装置 (TCSC)呈电感特性 ,因此抑制次同步谐振是该方法的固有特性。通过接入 TCSC物理模拟控制器所进行的试验研究 ,验证了该方法在理论上是正确的 ,应用此策略的TCSC控制器可以有效地抑制或消除次同步谐振。     

TCSC及其主动阻尼控制对次同步谐振的抑制

可控串联电容补偿(thyristor controlled series capacitor,TCSC)能够控制串联电容器与汽轮发电机轴系之间的能量交换,抑制系统中的次同步分量,从而避免发生次同步谐振的风险。对TCSC抑制次同步谐振(sub-synchronous resonance,SSR)的2种不同方法,即自然抑制和主动抑制,进行了分析和对比,设计了次同步阻尼控制器,研究了TCSC在不同触发角下及附加了阻尼控制器的主动抑制下对次同步谐振抑制的效果,通过PSCAD/EMTDC对这些方法进行时域仿真发现,2种方法均能有效抑制SSR,而主动抑制的效果更好一些。     

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。     

Subsynchronous resonance analysis using a discrete time model of thyristor controlled series compensator

The characteristic of a thyristor controlled series compensator (TCSC) is nonlinear in nature. Usually the TCSC control systems employs a conventional type controller to obtain the reactance order, which in turn, is converted into the corresponding firing angle of the TCR through a look-up table. The main drawback of this approach is the absence of a closed-loop model through which the stability of the system can be analyzed. To alleviate this problem a linear, discrete-time state space model of a TCSC compensated transmission line in the d–q domain is proposed (Srivastava et al., Model-based control design of a TCSC compensated power system, to appear in Electrical Power and Energy Systems). This model is further utilized in this paper for damping torsional oscillations arising due to subsynchronous resonance (SSR). The model is interfaced with synchronous generator and turbine-shaft models to obtain a closed form homogeneous state space representation that is suitable for eigenvalue analysis. Through eigenvalue analysis it is shown that proper choice of control gains can effectively damp out SSR. The eigenvalue analysis results are subsequently validated through PSCAD/EMTDC simulation studies.     

超高压输电系统可控串补(TCSC)动态模拟

以东北电网拟建的５００ｋＶ伊敏－冯屯交流输电系统所需可近串联补偿电容装置（ＴＣＳＣ）为研究目标,建立了包括ＴＣＳＣ的整个系统的动态模拟装置。在此基础上,进行了ＴＣＳＣ整体动模装置的基本运行方式,潮流控制以及暂态响应的试验,所得结果与理论分析一致,此外,单一回线运行时,在接近谐振点的某一补偿度上,观察到了次同步谐振（ＳＳＲ）现象,并对此现象进行了分析。     

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.     

可控串补装置的动态建模及数字仿真研究

可控串补（TCSC）动态建模是暂态特性分析和控制策略研究的基础。该文用逻辑开关函数法建立了能系统描述TCSC变拓扑电路暂态全过程的解析数学模型，分析了电容电压暂态特征分量的作用及特点，并通过数字仿真研究了不同同步信号下TCSC的暂态响应过程，揭示了电容电压同步下产生超调振荡主要是由ω0分量的暂态过程引起的，并提出以电容电压基波分量作同步信号。仿真结果表明，TCSC的容性调节过程快速且无超调。     

东北电网500kV伊（敏）－冯（屯）系统应用TCSC技术的系统研究

以东北电网500kV伊（敏）-冯（屯）系统首次应用可控硅串联补偿TCSC技术为例,针对伊冯系统的实际特点分析了不同送出方案的可行性,通过系统暂态稳定计算提出了不同串联补偿组合方案,对串联补偿方案进行了不同串联补偿度下的系统次同步谐振研究,经综合比较分析后推荐采用30oAFSC（固定串联补偿）＋15％TCSC的混合方案。在此基础上,提出了TCSC控制策略以及对伊冯系统现有高抗配置的原则要求。     

基于暂态稳定控制的TCSC装置特性研究

应用数字仿真（EMTDC/PSCAD）和动态模拟实验（15 kvar物理模型）对比研究了超高 压可控串联补偿（TCSC）与电力系统暂态稳定控制有关的一些重要的动态特性。通过数字和 物理 仿真分析了不同同步信号（电容电压同步和线路电流同步）、不同控制模式（阻抗开环和阻 抗闭环控制）对TCSC装置动态品质的影响;提出并实现了TCSC装置硬件阻断（block）与旁 路（bypass）工作模式。提出了TCSC在容性与感性区间内实用的平稳转换两步骤方法,以及 避免故障下TCSC失控和减小电容器直流分量的控制策略。