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。     

TCSC系统暂态稳定控制的动态模拟实验研究

基于暂态能量函数（TEF）方法，讨论了可控串联补偿（TCSC）装置对电力系统暂态稳定的作用，设计了相应的稳定控制策略。针对不同的故障类型，应用数值仿真和动态模拟实验进行了验证，结果均证明了该控制策略的有效性。     

可控串补(TCSC)的谐波特性分析

采用数字仿真方法，通过离散傅里叶变换，分析了在TCSC稳态运行、工况调整过程及短路过程中TCSC线路电压、电流谐波的变化规律及波形畸变率的变化情况，着重分析了短路过程中触发角、短路时刻、短路地点、系统参数及短路后TCSC是否旁路对TCSC线路波形畸变率的影响，主要结论是：在非故障状态下，电压、电流波形畸变率均在允许范围内；故障状态下畸变率增大，对系统电压质量和安全稳定运行带来影响。     

基于无源控制方法的TCSC控制器及其仿真研究

简要介绍了一类基于无源系统理论的最优控制方法——PBC方法，基于该方法设计了晶闸管控制的串联补偿器(TCSC)无源控制器。由于该控制器中的变量均可实现本地测量，故使其能有效地应用于实际电力系统中。针对川渝电力系统的仿真结果，证明了基于PBC控制器的TCSC可以有效地提高系统的暂态稳定性和传输功率。     

TCSC的继电保护数字仿真研究

从研究TCSC的继电保护系统的要求出发，探讨如何建立详细而真实的数字仿真系统。文中首先简要介绍了TCSC的主电路和机电暂态分析的常规控制器，由此引出TCSC的运行对继电保护的影响。在此基础上，重点分析了继电保护对数字仿真的要求，以及TCSC继电保护系统各部分数字模型的技术要点。提出了建立反馈型数字仿真模型的具体方法。最后给出了具体的仿真方案和计算实例。     

可控串联补偿装置动态模拟实验研究(下)潮流控制和电磁暂态过程

讨论了可控串联补偿(TCSC)装置对所在电力系统的影响。研究了含有可 控串联 补偿装置的潮流控制算法，动模实验、理论计算及EMTP数值仿真结果都证明，TCSC能够有效 调控线路潮流。通过动态模拟实验和EMTP数值仿真程序对电磁暂态过程进行了研究，结果表 明，含有TCSC装置的系统在短路情况下的电磁暂态过程与常规串联补偿的线路完全不同。     

超高压输电系统可控串补(TCSC)动态模拟

以东北电网拟建的500 kV伊敏—冯屯交流输电系统所需可控串联补偿电容装置(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。     

暂态功率的积分用于TCSC的稳定控制

结合东北伊敏--冯屯含TCSC输电工程和电网稳定控制的实际情况，提出了一种较准确、动态响应快的暂态功率算法，可以用于电网暂态稳定控制中功率的计算。暂态功率算法采用三相信号，并且消除了其中的负序部分，波动大大减小。由暂态功率积分得到转速差，结果与实际值十分接近。数字仿真和动模实验说明，与离散傅里叶变换法及基于α-β分析的瞬时有功算法相比，暂态功率算法更适于电网暂态稳定控制。     

计及广域测量系统时滞影响的TCSC控制器设计

在广域电力系统的环境下，基于相量测量单元技术的广域测量系统将引入不可忽略的时滞，这将对基于广域测量系统测量信号的广域控制器带来影响，从而对电力系统的动态特性产生重大的影响。分析了广域测量系统的通信延迟时间对可控串联电容补偿器（TCSC）非线性控制器稳定特性的影响，基于线性矩阵不等式理论设计了TCSC控制器以提高电力系统对时滞的不敏感性，线性和非线性时域仿真结果验证了所设计的TCSC控制器的有效性。     

TCSC谐波对输电线路距离保护的影响

分析了TCSC的结构、运行模式及谐波特性，着重研究了TCSC对保护安装处电压的影响，对线路电流序分量相位的影响，以及TCSC谐波对距离保护的影响。认为稳态条件下，距离保护性能不受TCSC的影响;故障条件下，也基本不会降低距离保护的性能。     

可控串联补偿(TCSC)的分析研究(下)TCSC的触发控制方式对电力系统暂态特性的影响

在文献［１］基础上，描述了TCSC触发控制方式，分析比较了各种控制方式下TCSC对系统暂 态行为的影响，提出了TCSC新的等间隔触发控制策略。与固定触发角的分相控制方式相比， 等间隔触发控制能有效地提高系统的动态性能，减少过冲，且更快地趋于稳定。仿真研究还 表明：采用电容电压过零时刻为基准的触发控制方式比以线路电流过零时刻为基准的控制方 式具有更好的阻尼系统振荡的性能。这一点在以往许多研究文章中，由于采用电流源作为其 分析TCSC动态特性的基础，因而没有被揭示。     

神经网络α阶逆系统TCSC非线性控制器

提出了一种新型的神经网络α阶逆系统可控串联补偿(TCSC)控制器 结构，将结构完全相同的TCSC控制器(仅神经网络的权值不同)分别运用于一个单机无穷大系 统和一个由49条等值支路和19台等值机所组成的实际电力系统的稳定控制，仿真结果表明系 统的稳定性都得到显著提高，同时说明这种TCSC控制器结构具有更强的适应性和更广的适用 范围。     

基于多目标进化算法的TCSC与SVC控制器协调设计

以可控串补（TCSC）与静止无功补偿器（SVC）两种FACTS装置为研究对象，通过理论分析指出了TCSC与SVC联合运行时不同控制目标间的矛盾，并通过一多机系统时域仿真实例，介绍了TCSC与SVC控制器之间存在的交互影响。仿真表明：单独设计且运行良好的SVC与TCSC控制器，并不能保证两者同时投运工况下控制器的性能。将FACTS功能控制器的协调问题转化为一多目标优化问题，采用多目标进化算法（MOEA）优化控制器参数，得到一组Pareto优化解集，时域仿真验证了协调控制器的控制效果良好。     

一个大型集成化的电力系统仿真计算软件——NETOMAC

介绍了德国西门子公司的大型集成化电力系统仿真软件NETOMAC的特点、功能及其应用。它 可以模拟电力系统中几乎所有的元件，能进行电磁暂态、机电暂态、稳态等各种电力系统过 程的仿真计算，并且开放性好，提供了较强的用户自定义功能。     

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。在此基础上，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，其抑制SSR的机理在于电阻效应和电感效应等的综合作用。仿真结果证实了次频模型分析结果的正确性。     

基于新相模变换的可控串补线路行波测距方法

含TCSC的输电线路故障测距是较为困难的问题，困难之处在于：TCSC的数学建模较为困难、TCSC安装处存在波阻抗不连续以及MOV启动和保护动作会对行波测距产生影响。此文在理论分析的基础上，提出了一种基于小波理论和新的相模变换的双端行波测距方法。利用搭建的含TCSC输电线路的电磁暂态模型，在经典N和Q值下TCSC动态和稳态工作条件下，针对不同故障位置、不同故障类型、不同过渡电阻和不同故障初相位等各种故障进行仿真，提取了线路两端电流行波的线模分量，并利用小波分析模块分析结果。仿真结果证实了该双端测距方法的有效性，TCSC的存在未影响到该行波测距方法的准确性。     

成碧线220 kV可控串补系统的控制策略和系统试验

采用可控串联补偿（TCSC）可以提高长距离弱联系系统的电网输送能力、阻尼系统低频振荡、提高系统稳定性。合理的控制策略能使TCSC产生更有效的作用。成碧线220 kV的TCSC系统控制策略主要针对电力系统的暂态稳定和阻尼振荡2个阶段进行设计,其控制器主要由阻抗控制环节、阻尼控制环节、暂态稳定控制环节以及保护环节、延时环节组成。系统试验证明:成碧线220 kV的TCSC装置能够平滑、快速地进行阻抗调节,有效阻尼系统低频振荡,提高系统稳定性。     

SVC和TCSC提高电压稳定性作用的动态分析

采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后可以显著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Jacobian-Free Newton-GMRES(m)方法的电力系统分布式暂态仿真算法

分布式暂态仿真是实现市场环境下互联电力系统在线一体化仿真分析的有效途径。文中研究了电力系统分布式暂态仿真计算模型，提出了基于Jacobian-Free Newton-GMRES(m)方法的协调求解算法。该算法只需要交换边界母线状态信息，接口简单，实用性强。为了提高算法收敛速度，减少协调求解所需通信次数，提出了自适应预处理和连续修正预处理矩阵、预估边界条件初值及多时步同时协调等改进方法并将其应用于新算法中。测试结果表明，新的暂态仿真分解协调算法收敛快，通信次数少，非常适合在基于广域网络的分布式环境中实现。     

可控串联补偿在提高电力系统稳定性中的作用研究

以输出反馈控制方法对可控硅控制的串联补偿(TCSC)进行了控制规律的研究，并以单 机无穷大系统为例，采用特征值分析和时域仿真方法研究了所提控制方案在提高电力系统动 态、静态和暂态稳定性中的作用。计算结果表明，在控制规律适当的前提下，可控串补提高 系统稳定性的作用十分显著。