快速调节高压线路传输功率的新方法

指出了输电线路可控串补技术是当前我国快速提高超高压线路输电能力和快速进行功率调节的实用化技术；介绍了一种新型的可控串补技术——变耦电抗式可控串补；包括原理、装置可调电抗特性及线路功率调节特性；指出这种装置的特性已被试验所证明；并以实例分析了变耦电抗式可控串补要比国内正在试用的TCSC大幅度降低主设备容量。     

变耦电抗式可控串补的操作特性分析和试验

为了解变耦电抗式可控串补的各种操作特性,对串补装置典型操作时的电流、电压进行了试验和分析.提出用于串补装置暂态分析的通用等值电路,利用特性参数建立电路方程解的通用结构.利用特性参数法分析线路开关投入装置时的过流、过压,以及装置在逐级和大跨级调节换级过程中的电流、电压特性.采用电磁仿真软件EMTDC对旁路开关投、退串补装置的操作过程进行了仿真;还进行了动态模拟试验以及装置在典型换级过程中的电流、电压的特性测试.结果表明和理论分析是一致的.     

变耦式可控电抗特性、机理及应用

分析了可控电抗器的电抗特性,指出了选择良好电抗特性的途径;从绕组电势和铁心磁势构成的观点详尽讨论了可控电抗的调节机理,由试验初步证明了其特性机理;大量计算数据表明,将变耦式可控电抗与电容串联用于高压输电线路的容性串联补偿将比可控串补(TCSC)降低更多设备容量.     

变耦电抗式可控串补动模试验研究

为了掌握变耦电抗式可控串补的实际特性,进行了动态模拟试验。以东北电网伊—冯500 kV输电系统为应用背景,建立了包括串补装置在内的整个系统的动态模拟装置,设计调试了具有多功能的控制系统,进行了电抗调节、功率调节、电抗跃变调节等基本特性试验以及暂稳控制和阻尼功率振荡试验,记录了各项调节性能曲线及调节过程中串补元件的电流电压波形。串补装置的稳态性能试验结果与理论分析结果相符,暂态性能良好,暂稳控制可进行“强补”,采用合适算法同样具有阻尼功率振荡的作用。     

可控串补晶闸管失控引起的振荡现象机理研究

根据可控串补的时域稳态特性,分析了可控串补在感性调节模式下的两种具体情况,定义了可控串补的正常感性调节模式和深度感性调节模式,分别研究了这两种模式下的振荡现象,指出这些振荡是由于晶闸管失控而产生,并推导了可控串补发生振荡的临界条件。根据不同需求提出了几种电抗值选择原则,对TCSC的规划设计有一定的指导意义。     

可控串补晶闸管失控引起的振荡现象机理研究

根据可控串补的时域稳态特性,分析了可控串补在感性调节模式下的两种具体情况,定义了可控串补的正常感性调节模式和深度感性调节模式,分别研究了这两种模式下的振荡现象,指出这些振荡是由于晶闸管失控而产生,并推导了可控串补发生振荡的临界条件.根据不同需求提出了几种电抗值选择原则,对TCSC的规划设计有一定的指导意义.     

线路故障定位系统的方法

分析了可控串补装置对输电线路行波测距法的影响;研究了故障电流行波通过可控串补装置(TCSC)的暂态过程;提出了利用可控串补装置对端站数据的故障测距方法,避免可控串补装置对测距的影响。     

新型可控电抗的潮流调节方法

提出了一种新型控制电抗方法－交耦电抗法,能独立快速地调节线路电抗,无高次谐波。文章阐明了调节原理、可控电抗特性、分析了线路功率调节特性,调节装置电流、电压和所需容量随调节参数的变化规律。通过实际系统计算,所需设备容量不大,技术实现容易,是一种简单经济潮流调节方法。     

基于PSCAD变耦式可控电抗器的研究与仿真

本文介绍了一种不同于传统抗器的新型的电抗器——变耦式可控电抗器,此电抗器是通过改变互感器的耦合系数来独立调节线路电抗。文章分析了可控电抗器的电抗特性,并从绕组电势构成的观点详尽讨论了可控电抗的控制原理。用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建模型进行模拟实验,通过对理论研究与仿真结果的比较以及谐波的分析,验证了其电抗的可控性以及该仿真模型的正确性、有效性。     

可控串补基频等效阻抗与TCR基频电抗关系的仿真和动模实验研究

在可控串补 (TCSC)动模实验装置特性研究的基础上 ,进一步研究了TCSC基频等效阻抗与TCR基频电抗的关系。提出了TCSC电容支路的电容是随着控制角 β的变化而变化的等效电容CT 的观点 ,并且从理论上和动模实验上进行了分析和验证。同时研究了TCR回路的基频电抗XL 的大小对TCSC谐振点和控制范围的影响 ,以及对TCSC回路的电压和电流波形及大小的影响。获得了相应仿真和动模实验结果 ,确定了XC 与XL 的比值关系及K值选择范围。     

甘肃成碧220kV可控串补国产化示范工程研究

甘肃成碧220kV可控串补工程是我国第一个可控串补国产化示范工程.该工程采用一次设备混合复用方式实现了串补和可控串补的国产化,是世界上基本串补度和串联容抗最大的全可控串补工程.文章简要介绍了该可控串补工程的系统研究、关键技术和系统调试结果.     

可控串联补偿电容器控制角模型及其在静态电压稳定研究中的应用

提出一个可控串联补偿电容器(TCSC)静态模型，将TCSC基频等值电抗表达为其控制角的显函数并考虑了其自身的功率损耗。将控制角作为状态变量处理，推导了4种典型控制模式下的TCSC牛顿潮流方程并在连续潮流算法中予以实现，并指出恒功率控制、恒电流控制和恒相角差控制中所需的控制参考量由系统基本工况下指定线路补偿度的恒阻抗控制获得。用IEEE30母线系统进行仿真计算，结果表明该模型具有较高的求解效率及数值稳定性，通过控制角可以方便地获取线路的补偿度。用该模型进行电压稳定分析表明，选择最优的安装位置及合适的控制模式是提高电压稳定性的关键因素。恒阻抗控制对提高电压稳定性的效果是最好的，而不适当的控制模式以及不适当的安装位置则可能导致系统的电压稳定裕度降低。     

中压配电网串联TCSC调压的应用研究

利用TCSC可以平滑地调节阻抗,实现对不同线路参数或不同负荷的线路进行电压调节,稳定负荷侧电压。对线路电压调节时考虑线路横向压降的影响,从而得到串联补偿容抗计算公式;由于晶闸管的导通压降会影响TCSC的等效基波容抗,因而采用串接受控电压源来消除影响;最后通过TCSC对辐射线路电压调节的仿真分析,说明仿真时通过串接受控电压源可以消除晶闸管导通压降对调压的影响,而在实际应用中只需对查表进行修正,则同样可实现对电压进行精确调节。     

A study of thyristor controlled series capacitor models for power system stability analysis

The thyristor‐controlled series capacitor (TCSC) is promising as a powerful device to increase power transfer capability and transient stability. The basic configuration of the TCSC consists of a series of capacitors connected antiparallel with thyristor‐controlled reactors, so that firing angle control of the thyristors makes the TCSC capable of achieving impedance control in a wide range with quick response. It is important to clarify the relationship between the fundamental reactance of the TCSC and the firing angle of the thyristors, thus leading to practical applications of the TCSC for enhancement of power transfer capability and transient stability in transmission lines. Two relationship equations for the TCSC's fundamental reactance have already been proposed. One is the relationship equation derived from a TCSC circuit whose source is a voltage. The other is the relationship equation derived from a TCSC circuit whose source is a current. For TCSC installed in a transmission line, it is clear which equation is more adequate for analyzing power system stability. In this paper, the authors determine whether either of the equations is valid for analyzing a power system stability.

• 1. In the steady state, the TCSC fundamental reactance is analyzed and compared with the two equations and EMTP. It is clear that the TCSC reactance based on current source is adequate.
• 2. The swing angle of a generator when the firing angle is stepped up is analyzed with EMTP and an analytical model using the TCSC model based on current source. It is shown that the proposed model is effective for power system stability analysis. © 1999 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 129(1): 20–28, 1999

     

用于提高输电能力的TCSC选址和定容方案

支路传输功率、节点电压等的越限是制约系统输电能力提高的重要因素,为此文章采用连续潮流模型,在临界运行点推导了输电能力对支路电抗灵敏度的数学表达式,提出根据此灵敏度排序结果确定可控串联补偿器(thyristor controlled series capacitor,TCSC)安装地点的新方法。该方法中,TCSC安装位置确定以后,将安装TCSC之前发生越界的不等式约束在其边界值处用等式形式表示出来,并设定为已知条件,将TCSC对其所要安装支路的补偿度设定为一个新的未知量,扩展常规潮流方程,以求取扩展潮流不匹配函数的最小值为目标,计算支路的最优补偿度。对IEEE30节点和IEEE118节点系统的仿真计算结果表明该文所提出的选址和定容方法是有效的。     

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...     

晶闸管控制串联电容换级特性研究

研究了晶闸管控制的分级串联电容换级时的暂态过程。采用编程仿真的方式,对单级电路和多级电路分析后,提出了晶闸管开关最佳接入时刻为被短接电容电压为零时;分析了阻尼电阻、电感对暂态过程的影响以及它们之间的参数配合;采用电容分级式可控串补策略可大大降低可调电感容量及成本。高压输电线路分级电容可控串补的应用可提高系统的稳定性。     

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.