可控串补技术及国产化示范工程

可控串补是一种基于电力电子的新型输电技术．是灵活交流输电技术(FACTS）的一种。文章简要介绍可控串补技术及其应用、关键设备的技术特点以及我国第1个可控串补国产化示范工程、甘肃碧口-成县220kv可控串补工程的应用背案、系统条件、设计思路、设备技术指标及工程运行效果等。     

可控串补保护控制系统的设计

TCSC是FACTS家族中一名重要成员,其使用使串联补偿具有更大的灵活性与实用性.在TCSC基本原理及运行模式的基础上对该套装置的保护和控制系统进行了配置和设计.详细分析了可控串补中电容器、金属氧化物可变电阻(MOV)、晶闸管阀、火花放电间隙、平台、旁路断路器、冷却系统等设备的保护原理,阐述了各保护的功能及其作用.另外...     

成碧220 kV可控串补装置的运行与维护

我国第一套国产220 kV交流输电线路的可控串联补偿装置(thyristor-controlled series compensator,TCSC)于2004年12月26日在甘肃陇南电网220kV成碧线投入运行。投运近两年来,经受了冬季低温和汛期大负荷的考验,整体运行情况良好。通过调研国内外TCSC的运行情况,对成碧TCSC与其它TCSC的运行情况进行了对比,指出补充和完善国产化TCSC的运行、检修、实验技术规范的必要性。提出提高TCSC装置电磁兼容能力,建立国产化TCSC的技术标准体系,解决装设TCSC装置线路的继电保护距离I段暂态超越或保护范围太短的问题及优化TCSC与电力系统稳定器、安全自动装置等设备的协调运行问题,并积极推广TCSC技术应用的建议。     

亚洲首个500kV可控串补(TCSC)工程--天广交流输变电平果站可控串补一次系统设计方案

通过国际竞争性招标，2002年西门子公司得到了中国南方电网公司的天生桥～广东500kV交流输变电天广平果站可控串补工程，负责其成套设备供货并监管设备安装及调试。经论证，该工程决定采用可控串补与固定串补相结合的方案，以较为经济的方式增加现有输电线路的容量，通过减小输电线路阻抗来提高2个强互联电网的稳定性。工程已于2003年11月投运。文中介绍了该可控串补工程一次系统的设计方案，并给出了固定补偿部分和可控补偿部分主设备的容量选择及额定参数。     

利用可控串补TCSC解决滇西电网问题

从引进新技术应用的角度出发,针对滇西电网水电送出受限、电压波动大及低频振荡等问题,提出采用TCSC作为改善、调节电网运行水平的手段.     

抑制次同步谐振的可控串补线性最优控制器设计

首先基于单机无穷大系统的数学模型建立了包括可控串补的状态空间描述;然后根据线性最优控制理论,应用基于次时间最优控制的加权矩阵确定方法设计了单机无穷大系统的可控串补控制器。采用上述方法不仅可以准确、快速地设计出所需要的控制器,还可避免设计者的盲目试验。最后利用PSCAD/EMTDC仿真程序,通过对含可控串补的单机无穷大系统的暂态仿真验证了该方法的有效性。     

我国第一套国产化可控串补装置在甘肃电网中的应用

甘肃碧口一成县(简称碧成)220kV可控串补工程的成功投运，标志着我国同时实现了可控串补和常规串补的国产化，时我国电力系统技术的发展具有重要的意义。章对碧成220kV可控串补工程的技术意义和经济意义作了阐述和分析，时工程的主体设备(如电容器组、阀组、MOV限压器、火花间隙和阻尼装置等)和控制系统作了较详细的介绍。     

500kV伊冯可控串补工程系统调试圆满完成

2007年10月23日19时40分,随着短路试验一声巨响,伊冯可控串补装置正确动作,系统调试工作圆满完成,标志着该工程已具备运行条件。伊冯可控串补工程是我国第一个具有自主知识产权的500kV可控串补工程,工程采用可控串补 固定串补的混合方案,其中固定串补容量达到2×     

220kV成碧线可控串补晶闸管阀电气设计及仿真

介绍了220kV成碧输电线路可控串联补偿器晶闸管阀的研制过程。首先针对晶闸管阀的运行工况建立相应的仿真模型,通过仿真分析得出晶闸管阀的电气强度。再根据晶闸管阀的电气强度要求选择合适的晶闸管及其辅助元件参数以及阀串联数,并从电气和热学两方面对晶闸管阀进行校核和优化设计。最后介绍了晶闸管阀投入试运行前的出厂以及现场试验等。该晶闸管阀投入实际运行表明了其设计的合理性,为以后可控串补阀的设计提供了可供借鉴的经验。     

220kV成碧可控串补（TCSC）装置保护配置

我国第一套国产化可控串补(TCSC)装置于2004 年12月22日在甘肃省陇南电力局220kV成碧线成功投入运行,该装置的控制与保护系统由中国电力科学研究院自主研发。文章在简要介绍TCSC基本原理及运行模式的基础上阐述了该套装置的保护配置,并说明了在现场进行人工接地短路试验时保护动作的情况。     

成碧可控串补工程中阻尼控制试验分析

甘肃成县-碧口线220kV可控串补(thyristorcontrolledseriescompensator,TCSC)工程是我国第一个可控串补国产化示范工程,甘肃陇南地区电网为典型长线弱送端系统,系统稍有扰动或者增加机组出力,成碧线就会出现低频振荡。介绍了成碧系统采用电力系统稳定器(powersystemstabilizer,PSS)以及TCSC阻尼低频振荡的控制方案,系统试验结果表明,成碧线TCSC可有效抑制低频振荡,且TCSC和PSS之间可以实现协调配合。     

TCSC模式切换控制方法的研究

可控串联补偿(Thyristor Controlled Series Compensation,TCSC)的模式切换对电力系统的稳定控制具有重要意义,是TCSC的关键问题之一.文章在仿真建模的基础上,提出了一套切实可行的TCSC模式切换策略.通过强制晶闸管支路电流与线路电流同步,实现由容性微调或Block模式到Bypass模式的切换;在由容性微调或Block模式到感性微调的切换策略中提出了容许区间触发的方法.为及时向切换控制提供线路电流同步信号,提出了一种预测电流过零的方法.仿真结果表明,文章提出的切换策略能使切换过程平稳迅速,且动态特性良好,具有较强的实用性.     

用TCSC装置抑制电力系统低频振荡的研究

可控串联补偿(TCSC)对于阻尼电力系统低频振荡具有重要意义。文章重点从工程应用方面分析了TCSC装置阻尼低频振荡的系统结构与工作原理,确定了阻尼控制输入量的选取原则,并在有无功率振荡阻尼的情况下进行了动模实验,从而验证了TCSC阻尼低频振荡的效果。     

考虑电抗器支路电阻影响的TCSC触发特性研究

基波阻抗和触发角的关系是可控串补(TCSC)触发控制的关键所在.文章对考虑电抗器支路电阻影响时的TCSC触发特性进行了深入研究,给出了线路电流同步时的触发角和基波阻抗的关系曲线,并运用数字仿真手段验证了该曲线的合理性.文章还根据动模实验的实测数据推导出电抗器支路的实际品质因数,基于该品质因数的仿真结果和动模实验结果比较相符.最后根据前述关系曲线进行了触发仿真,开环调节的结果比较令人满意,进一步证实了该曲线的正确性.     

用于TCSC阻抗控制的免疫反馈PID控制方法

分析了常规PID控制应用于可控串补(TCSC)的阻抗控制时在TCSC的命令阻抗从不同阻抗阶跃到同一阻抗的情况下其鲁棒性差的原因,借鉴生物免疫系统的免疫响应调节机理,提出了一种用于TCSC阻抗控制的免疫反馈PID控制方法,该方法不改变传统PID控制器的结构,其中的免疫反馈响应速度可通过调整控制系统自身的参数进行调节,因而具有较强的实用性.免疫反馈PID控制与常规PID控制的仿真比较结果证明,文中提出的控制方法在响应各种阻抗阶跃命令时具有较小的超调量和较快的响应速度,并能快速消除偏差,具有良好的动态和静态性能,能满足实际工程的要求.     

TCSC低频振荡阻尼控制器设计研究

提出了一种基于测试信号法的TCSC功率振荡阻尼(POD)控制器的设计方法,避免了计算量庞大的状态矩阵特征值计算。该方法由3步组成:第1步,利用测试信号法辨识出电力系统的区域间振荡模式和设计POD控制器所需要的信息;第2步,比较不同输入信号的留数比来选择POD控制器的各个备选输入信号;第3步,用补偿留数相位的方法对POD控制器参数进行整定。通过比较POD控制器安装前后低频振荡阻尼比的变化和时域仿真说明了该设计方法的有效性,且适用于大规模电力系统。     

以电容电压过零点为同步信号的可控串补装置触发脉冲特性的分析

在以电容电压为同步信号的可控串联补偿装置(TCSC)中,由于存在电容器、电抗器等储能元件,因此在通过改变晶闸管触发角调整TCSC的运行工况时,电容电压过零点不能由原稳定运行状态立即达到新的稳定运行状态,这势必会影响TCSC的阻抗调节特性.文中给出了这种TCSC装置在计及电抗器电阻时的电容电压表达式,研究了TCSC运行在感性区、晶闸管触发角跃变时电容电压过零点的变化规律,并对TCSC在暂态、稳态过程中的电容电压过零点的振荡特性进行了深入分析.