平果可控串补工程及其在南方电网中的作用

文章对平果可控串补(TCSC)工程的控制特性进行了理论分析,并对天平Ⅰ回(Ⅱ回)线旁路串补、投入固定串补(FSC)和投入FSC TCSC这三种不同的运行方式在增加系统传输容量和提高系统稳定性方面做了理论分析和仿真实验,仿真结果验证了平果可控串补在改善南方电网稳定性方面的积极作用.     

低频分量对方向阻抗继电器暂态特性的影响

<正> 超高压输电线路装设串联补偿电容器以后给系统的距离保护动作的选择性带来了很大的影响。因而对距离保护装置采取了一系列防止不正确动作的措施,这些措施经十多年来的运行考验证明都是成功的。随着新型的快速动作的晶体管距离保护的应用,有必要研究串补系统暂态过程对晶体管方向阻抗继电器动作行为的影响。本文着重介绍串补系统的低频分量对晶体管方向阻抗继电器的暂态特性的影响。     

基于ARENE软件的TCSC特殊触发方式研究

可控串补(TCSC)相对于固定串补的优势在于它可以快速灵活地调整线路阻抗以响应系统运行变化且不会引起次同步谐振(SSR),而能否准确地触发TCSC则是实现其阻抗控制的关键所在.研究表明,对TCSC采用常规的相控触发方式无法实现正常的旁路及闭锁工作模式,因此有必要对TCSC的触发方式进行研究.在研究前人成果的基础上提出一种适合于软件仿真的实现TCSC旁路及闭锁的特殊触发控制方式.仿真结果表明,该触发方式不依赖于同步信号,可靠稳定,能够准确实现旁路及闭锁工作模式.这对系统的暂态稳定控制至关重要.     

含串补电容的超高压输电线路暂态保护判据

串补电容能提高超高压系统输电能力,但会引起超高压输电线路传统继电保护的不正确动作。运用波过程和频域响应理论,分析了含串补电容超高压线路上暂态电流在不同故障点的频域特征。小波变换提取其高频与次高频分量,通过比较高频与次高频之间的能量积分比与能量比的差异,将高频与次高频的能量积分比作为超高压输电线路暂态保护判据。测试结果表明,该判据在不同故障情形和系统运行方式下均能可靠动作,提高了保护的可靠性和灵敏度。     

基于多方向元件的串补线路协同保护新方法

串补线路故障特征的复杂性加大了保护装置可靠动作的难度,为提高串补系统保护可靠性,提出一种多方向元件相互配合的串补线路方向保护方案。该方案利用负序电流值及故障前后的测量电流相位差判断故障类型,针对不对称短路、三相短路及负荷变动分别采用负序、工频方向及突变量电压电流相角差判断保护装置是否动作。PSCAD仿真表明,在系统发生电压反向、电流反向、经过渡电阻接地以及负荷变化等情况下该保护方案均可准确判断故障位置,从而使保护装置正确跳闸。同时,该方案不受MOV不同导通状态的影响,具有较好的保护性能。     

极化电流行波方向继电器在串补线路中的应用

极化电流行波方向继电器利用电流初始行波的高频分量信息和电压行波的工频分量信息构成保护判据,突破了传统电容式电压互感器(CVT)不能有效传变高频电压信号的瓶颈,实现了行波极性比较式方向保护,并成功投入在超、特高压输电线路运行。但在含有串联补偿电容的输电线路中,串补电容的存在将对行波的传播特性产生一定影响。对极化电流行波方向继电器在串补线路应用中所存在的问题进行了分析,通过研究CVT的频率特性,对其算法进行了改进。仿真结果表明,该改进算法在串补线路中具有正确的动作特性,且在各种不同故障下都有良好的动作性能。     

亚洲首个500kV可控串补(TCSC)工程(Ⅱ)--天广交流输变电平果变电站可控串补控制与保护系统设计方案

串联补偿广泛应用于增加高电压、长距离和大负荷送电系统的稳定性。电力电子技术的使用使串联补偿具有更大的灵活性与实用性，其优势可以从分2段布置的电容器组中看出来，其中可控串补(TCSC)和固定串补(FSC)设备均放在同一平台上。每段都使用一个独立的旁路断路器来分别将电容器组投入或退出(旁路)。《国际电力》在2004年第4期上介绍了西门子公司承接的中国天广平果站可控串补工程的一次系统设计，本期将介绍该工程的控制与保护系统设计方案。     

晶体管型高频闭锁保护装置方框图统一设计

(一)概述 本设计中的高频闭锁保护装置实际上是高频闭锁距离及零序电流方向保护装置的简称,即在高压线路所装设的相间距离保护装置及零序电流方向保护装置的基础上,增设相应的高频收信与发信设备,以及必要的逻辑回路,转接继电器和跳闸出口回路等,构成能快速切除全线路各种故障的纵联保护。本设计的高频闭锁保护装置仅包括逻辑回路、转接继电器和跳闸出口回路等,有关高频收发信机的统一接线设计待专门讨论后再拟定。     

新快速灵敏三相式负序方向继电器的原理

前言国内原来的方向高频保护中,所用的负序方向继电器,无论采用磁综合或电综合方式构成,均为单相式。这种继电器存在动作时间慢,离散值大,灵敏度低和易感受过渡过程影响等缺点,并曾发生过外部故障和空投变压器时误动的情况。我们在PTH-1型特高频保护装置的初样中,曾用过一种经过改进的单相式负序方向继电器,但在动模试验时,仍不理想。另外,因在过渡过程中负序电压 U_2与负序电流 I_2间的相位不固定,常用的单相式负序方向继电器可能失去方向性。因此利用这种继电器构成的整套保护装置的动作时间就受限制而不能太快。为了提高 PTH-1型特高频保护装     

实时数字仿真系统(RTDS)在阳城-淮阴TCSC工程中的应用研究

在RTDS实时数字仿真系统上建立了包括阳城固定串补(FSC)和可控串补(TCSC)模型在内的阳城-淮阴输电系统的详细模型,并分别对该系统采用FSC方案和TCSC方案进行了实时仿真试验和比较.自主研发了1套能与RTDS实时仿真装置接口的TCSC综合控制试验装置,在RTDS平台上实现了内部控制和外部控制两种控制方式研究TCSC,即采用RTDS内部所提供的控制元件建立TCSC控制系统和采用自己研发的TCSC综合控制试验装置,并对这两种控制方式作了比较研究.     

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.     

SVC/TCSC和HVDC之间交互影响分析

SVC和TCSC属于两种不同连接类型的FACTS装置,它们与HVDC系统之间可能的交互作用是人们所关心的。以3机9节点交直流系统作为试验系统,通过改变电气距离和直流传输功率,采用稳态的和动态的相对增益矩阵（RGA）方法分析串联型TCSC和HVDC、并联型SVC与HVDC两种交互影响,找出出现RGA峰值的系统敏感频率。研究结果表明,TCSC对直流功率的变化较为敏感;SVC/TCSC与HVDC交互影响随着电气距离的增大和直流传输功率的减小而减小。。     

TCSC动态基频阻抗对故障分量保护的影响

分析了TCSC 对故障分量保护包括负(零)序功率方向保护、工频故障分量距离保护及工频 故障分量方向保护的影响,认为：与常规串联补偿线路上的保护相比,在TCSC线路上故障分 量保护的性能不会降低。     

SVC和TCSC提高电压稳定性作用的动态分析

利用小扰动分析法和非线性动态方法中的分岔等概念对SVC和TCSC提高电压稳定性的作用进行了全面的分析。研究了由SVC和动态负荷相互作用引起的Hopf分岔现象,并对SVC和TCSC时间常数的选择进行了讨论。分析表明,在简单系统中,TCSC比SVC更能有效地提高系统的电压稳定性;TCSC时间常数的变化比SVC时间常数的变化对电压稳定功率极限影响小;装设SVC和TCSC后可以显示地增大系统的电压稳定功率极限。在考虑SVC或TCSC动态的情况下PV曲线鼻尖点并不一定是系统失稳点。     

基于灵敏度法的TCSC与SVC联合补偿

为确保电力系统稳定运行,在系统中加入可控串联补偿器（TCSC）与静止无功补偿器（svc）,并推导出了两者联合运行的数学模型.首先在轻载线路上安装TCSC,计算系统各个负荷节点的灵敏度,然后在灵敏度最大的节点安装SVC,最终实现TCSC与SVC的联合补偿.以IEEE14节点系统作为算例进行了仿真计算,结果表明提出的方法有效、可行.     

提高暂态稳定的励磁与FACTS协调策略设计

灵活交流输电系统(FACTS)元件及发电机励磁系统对远距离输电系统的暂态稳定性有很大的影响。该文针对单机远距离与电网互联系统，提出采用非线性最优变目标策略协调设计发电机励磁、可控串补（TCSC）和静止无功补偿器(SVC)，从而提高首摆稳定性及快速阻尼后续振荡。所提协调方案是基于TCSC在故障期间闭锁时，SVC作为TCSC的辅助控制手段，当故障清除后，立即投入TCSC，从而使TCSC、SVC与发电机励磁同时贡献于暂态稳定性。在整个过程中，采用非线性最优变目标控制策略来协调所有控制器，即在暂态稳定第一摆及后续动态过程中预先设定两个目标：其一是励磁与FACTS输出最大，从而保证系统最大的暂态稳定域；其二是当发电机滑差接近于零时，控制器以阻尼功率振荡为目标，以使系统迅速恢复至稳态。最后采用NETOMAC仿真软件在我国阳城—淮阴输电工程中进行了仿真，并与常规PID控制进行了比较。结果表明，所提策略是正确的，有效的。     

基于奇异值分解方法的FACTS交互影响分析

针对电力系统中多台灵活交流输电装置(FACTS)控制器之间可能存在的交互影响问题,以可控串联补偿器(TCSC)和静止无功补偿器(SVC)2种FACTS控制器为研究对象,提出了一种基于奇异值分解(SVD)的交互影响分析方法,定量分析了新英格兰10机39节点电力系统中同时装设TCSC和SVC时,2台FACTS装置之间可能存在的交互影响问题及电气参数对交互作用的影响。时域仿真结果验证了所提出的方法的有效性,表明电气距离的改变对TCSC与SVC间的交互作用有着较强的影响,增加电气距离,交互影响变弱,缩短电气距离则会加重两者之间的交互影响。     

电力系统阻尼控制机理与特性

基于单机-无穷大电力系统,采用等面积定则分析电力系统阻尼控制机理。对电力系统稳定器（PSS）、静止无功补偿器（SVC）、晶闸管控制的串联电容器（TCSC）和高压直流（HVDC）的附加阻尼控制器的运行特性进行总结。对如何利用电网中各种阻尼资源以提高抑制系统区间振荡的能力进行讨论。当系统中已安装的PSS不能有效阻尼区间振荡时,可优先考虑利用HVDC的附加阻尼调制来增强阻尼。此外,可考虑柔性交流输电系统（FACTS）的附加阻尼控制,并认为TCSC抑制区间振荡的效果一般优于SVC。在四机两区域电力系统中的仿真分析结果验证了结论的合理性。     

SEDC与TCSC联合抑制次同步振荡的研究

可控串联补偿(TCSC)工作在调节模式时,可以连续调节线路串补度,从而改变次同步振荡的条件;此外,TCSC所产生的谐波频带非常宽,足以使次同步频率的信号通过,在某些情况下可能激发次同步振荡。因此,当系统中包含TCSC时,次同步振荡问题的研究尤为复杂。本文提出使用附加励磁阻尼控制器(SEDC)与TCSC联合运行抑制次同步振荡,分析了TCSC不同运行状态对次同步振荡产生的影响,针对TCSC的运行特性,分段设计了两组SEDC参数,并模拟实现了SEDC参数间的切换。结果表明:通过切换控制参数,SEDC获得了更好的鲁棒性,TCSC的安全运行范围大大增加。     

Analysis of FACTS devices on Security Constrained Unit Commitment problem

This paper focuses on solving Security Constrained Unit Commitment (SCUC) problem using ABC algorithm incorporating FACTS devices. The objective of the SCUC problem is to obtain the minimum operating cost simultaneously maintaining the security of the system. The SCUC problem is decomposed into Unit Commitment (UC), the master problem and Security-Constrained Economic Dispatch (SCED) as the sub-problem. The existing generation constraints, such as hourly power demand, system reserves, and minimum up/down time limits, ramp up/down limits are included in the SCUC problem formulation. The ability of FACTS devices to control the power flow through designated routes in transmission lines and thereby reducing the overloading of lines are studied. The solution of SCUC problem is also analyzed during a single line outage contingency. The SCUC is carried out incorporating FACTS devices such as SVC, TCSC, STATCOM, SSSC, UPFC and IPFC. The modeling of the FACTS devices within the power system network and finding a suitable location are discussed. The SCUC has been solved and validated on an IEEE 118-bus test system and a practical South Indian 86 bus utility.