可控串补(TCSC)动态模型研究的新进展

在介绍晶闸管控制串联电容补偿（TCSC）的基本概念和工作原理的基础上，对TCSC的基本运行模式作了阐述。并在已有的TCSC物理数学模型的基础上，对TCSC的稳态及暂态特性进行了阐述，对现有的TCSC动态建模的研究方法做了讨论和归纳。最后对国外几种TCSC动态行均解析模型进行了介绍。     

考虑暂态稳定约束的可用传输能力计算

提出了一种考虑暂态稳定约束的可用输电能力(ATC)的计算方法。建立了在传统的静态ATC模型中加入暂态稳定约束的有效方法,并在此基础上给出了动态ATC问题的优化计算模型。同时提出了求解动态ATC问题的内点非线性规划算法。该算法不仅具有强大的处理等式约束和不等式约束的能力,而且具有良好的收敛性,能够有效求解动态ATC问题。所提出的模型与算法已在若干系统得到了验证,文中以IEEJ-WESTlO和IEEJ-WEST30系统的计算结果为例说明了该方法的有效性。     

采用串补技术提高华东-福建联络线输送能力的研究

华东-福建联网后出现的暂态稳定问题使华东福建联络线输送能力受到很大限制,现对联络线采用串补技术来提高输送能力作可行性研究.利用西门子公司开发研制的电力系统仿真软件NETOMAC,在分析2007年和2010年华东-福建联网暂态稳定问题的基础上,分别对华东-福建联络线采用固定串补方案和可控串补方案进行了仿真计算,对各种串补度及各种组合进行了比较研究.仿真结论表明串补技术可显著提高福建电网的暂态稳定水平,大大提高了华东-福建联络线输送能力.相对于传统的固定串补,采用可控串补具有更好的性能,可以较好地抑制大干扰后联络线上的低频振荡.     

暂态稳定约束下极限传输能力的计算

提出了计算暂态稳定性约束下极限输电能力(TTC)的模型和方法。该TTC模型把求解过程分解为暂态稳定最优控制和最优潮流意义上的TTC两个子问题。暂态稳定最优控制把故障暂态稳定功角约束转变为其相关机组的有功输出不等式约束。交替求解上述两个子问题，可最终求得暂态稳定性约束下的TTC值。该方法的特点可用成熟的静态TTC方法计算暂态稳定性约束下的TTC。同时提出了“故障分层”和“有效故障”的概念。所提出的TTC方法仅对“有效故障”进行，有效地减轻了计算负担，提高了计算速度。在典型的10机新英格兰系统上的计算结果表明了该算法的有效性和合理性。     

暂态稳定约束下极限传输能力的计算

提出了计算暂态稳定性约束下极限输电能力(TTC)的模型和方法。该TTC模型把求解过 程分解为暂态稳定最优控制和最优潮流意义上的TTC两个子问题。暂态稳定最优控制把故障暂 态稳定功角约束转变为其相关机组的有功输出不等式约束。交替求解上述两个子问题,可最终求 得暂态稳定性约束下的TTC值。该方法的特点可用成熟的静态TTC方法计算暂态稳定性约束 下的TTC。同时提出了"故障分层"和"有效故障"的概念。所提出的TTC方法仅对"有效故障"进 行,有效地减轻了计算负担,提高了计算速度。在典型的10机新英格兰系统上的计算结果表明了 该算法的有效性和合理性。     

考虑暂态稳定约束的可用传输能力计算

文章运用隐式梯形积分法将发电机转子运动方程转化为等式约束,将发电机转子相对摇摆角稳定极限转化为不等式约束,从而将含有暂态稳定约束的可用传输能力问题转化为一个非线性规划问题。采用原始一对偶内点法对该模型求解。仿真计算结果表明：考虑暂态稳定约束的ATC可以在满足系统经济性的同时保证系统的安全稳定运行。而原始一对偶内点法完全可以很好地解决由于发电机转子运动方程的引入带来的大量约束问题,具有极好的收敛特性。     

TCSC的稳态及暂态仿真

提出了含有TCSC装置的电力系统仿真的原理和方法。仿真研究表明，TCSC的等间隔触发控制策略［2］，能有效地提高系统的动态性能，过冲小且更快地趋于稳定。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，而没有被揭示。     

考虑暂态稳定约束的联络线最大传输功率计算

由于确定电力系统联络线最大功率时要考虑其故障时对系统暂态稳定的影响,故提出了一种基于能量函数灵敏度的考虑暂态稳定约束的联络线最大传输功率计算方法。该法首先确定网络在临界或失稳情况下的能量裕度及能量裕度对各发电机有功出力的灵敏度,再用等步长法和二分法按各发电机能量裕度灵敏度的大小调整有功出力,结合时域仿真法的判稳校验求出考虑暂态稳定约束的联络线极限传输功率。该法计算简单、快速,较好的解决了考虑暂态稳定约束后计算负担过重和直接法偏于保守的问题。2个算例仿真测试证实了该法的有效性。     

可控串联补偿(TCSC)的分析研究(上) 计及TCSC详细模型的电力系统稳态、暂态仿真研究

在建立ＴＣＳＣ的物理数学模型的基础上，通过求解描述其特性的微分方程组，得到解析解，并进一步导出了稳态及暂态情况下ＴＣＳＣ装置的基波阻抗公式和电感、电容元件支路的电压、电流表达式；提出了含有ＴＣＳＣ装置的电力系统仿真的原理和方法，将ＴＣＳＣ模型与系统分析程序接口，实现了详细计入ＴＣＳＣ影响的稳态及暂态稳定仿真计算；通过仿真验证了ＴＣＳＣ能够显著地改善系统的阻尼，提高电力系统的稳定性。     

基于电容电压同步下TCSC暂态特性的数学描述

当选择电容电压作为同步信号时 ,可控串被 (TCSC)的暂态过程会出现明显的超调和振荡 ,对于这一现象 ,前人还从未给出相应的机理解释。该文以晶闸管导通角为建模对象 ,采用拓扑建模法建立了能描述电容电压同步下TCSC暂态特性变化规律的二阶差分数学模型。借助该模型可分析影响暂态过程的相关因素 ,进而从本质上揭示了电容电压同步下TCSC的暂态机理。数字仿真结果验证了所建模型的正确性。     

用TCSC提高西北电网暂态稳定极限的研究

就西北电网西电东送问题中可控串联补偿的应用效果做了仿真研究；介绍了晶闸管可控串联补偿(TCSC)的结构及运行方式、稳态和暂态数学模型。通过大量仿真计算的结果对比，给出了关于TCSC安装位置、容量、控制器结构及其参数取值的建议。仿真计算表明，采用TCSC能大幅度提高西北电网西电东送的能力，是根本解决西电东送瓶颈问题的一种可行的方法。本文所采用的控制策略对提高系统的暂态稳定性效果非常明显。     

用可控串补提高暂态稳定性的仿真研究

针对阳城—淮阴远距离输电工程中暂态稳定性问题突出的实际情况,考虑到可将现有的固定串补改为可控串补(TCSC),然后利用能量函数控制策略对TCSC实施控制以提高系统暂态稳定性。介绍了通过NETOMAC仿真软件对控制策略进行的仿真研究,给出了2005年实际简化系统的仿真结果并与动模实验进行了对比。仿真表明,当固定串补改造为可控串补后,TCSC可明显减少切机的概率,大大地提高了系统暂态稳定性,具有重大的工程实用价值。     

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。     

采用可控串补的远距离输电系统稳定性研究

对一种采用可控串补的远距离发电厂输电系统的稳定性进行分析,借助简化模型推导了在不同地点发生三相短路故障时发电厂输出的电磁功率,对电网参数、串补补偿度与输电系统稳定性之间的内在关系进行了分析,研究了不同地点故障对系统稳定性的影响,从而可确定制约输电系统输送能力的故障点。借助该模型分析了制约东北电网伊敏电厂送出能力的故障点,电网的仿真计算结果验证了模型的正确性。     

基于网络局部暂态能量的TCSC控制策略的研究

大扰动下可控硅串联补偿装置控制策略的易实现性、对系统运行方式、故障状态、网络结构的适应性等问题是可控硅串联补偿装置能否实用化的关键。基于结构保持的多机系统的拓扑能量函数，在探索了系统故障后暂态势能在网络中的分布变化特点基础上，提出大扰动下仅依赖于本地输入信号的TCSC（可控硅控制串联补偿）的控制规律，不仅控制规律简单易行，而且在实际系统中的仿真结果表明了该控制规律的有效性。     

用TCSC改善阳城至淮阴输电系统送电能力的研究

本文就阳城至淮阴远距离输电系统中可控串联补偿装置的前景作了简单的分析,提出以两端相角差为控制量的就地控制方式,简化了控制手段。仿真结果表明,可控串补能够较大幅度的提高输电能力,且本文中提出的控制策略对提高系统的暂态稳定性有明显效果。     

基于协同控制理论的TCSC控制器设计

提出了一种利用协同控制理论设计可控串联补偿电容器(TCSC)控制器的方案,并以单机无穷大系统为例进行了仿真试验。仿真结果表明,所提出的方法可以提高系统的暂态稳定性,有效地阻尼系统的振荡。     

计及联络线簇潮流分布非均匀性的多目标输电网规划

为降低地区电网因电源及负荷分布不均匀对供电可靠性的客观影响,提高电网设备利用率,提出了计及联络线簇潮流分布非均匀性的多目标输电网规划方法。从区域角度考察负荷及电源分布的非均匀性,提出区域电源(负荷)划分方法;在分析各联络线簇权重的基础上,选择以联络线簇负载率的标准离差率作为衡量联络线簇潮流分布均匀性指标,表征各区域对外功率交换的差异程度;在同时考虑电网扩建成本和运行损耗的基础上,建立电网扩展规划的多目标优化模型,通过改进遗传算法实现多目标模型的优化求解。通过华东某地区输电网规划算例分析,说明了所述方法的可行性和有效性。     

基于特高压骨干电网的500kV省际联络线调整研究

针对特高压骨干电网建成后的浙江电网新格局,研究500kV省际联络线的调整方式,通过对电网潮流和暂态稳定的影响分析,提卅了在控制500kV电网短路电流的同时,适当解开省际联络线,以保持电网稳定性、降低事故扩大可能性的技术方案。     

特高压半波长交流输电技术在我国新疆地区电源送出规划中的暂态稳定性研究

以我国新疆电源通过长达3 000 km的特高压半波长交流输电线路送至华东电网为例,对特高压半波长交流线路的机电暂态稳定性进行了研究.在不同故障形式下,半波长线路具有较好的功角稳定性;根据输电线路严重故障点和输电能力的分析,认为其输电能力可以满足电源外送需求;网对网送电方案有利于提高电源的送电可靠性.