考虑阻抗双解现象的可控串补模式切换控制方法

可控串联补偿(thyristor controlled series capacitor,TCSC)的模式切换对电力系统的稳定控制具有重要意义。TCSC阻抗双解现象的存在对其模式切换提出了更高的要求,单一改变触发角的方法无法实现模式切换。在考虑阻抗双解现象影响的基础上,提出了一套相应的TCSC模式切换控制方法。通过强制晶闸管支路电流与线路电流同步,实现由容性区到Bypass模式的切换;在由容性区到感性微调模式切换的过程中提出了晶闸管条件触发的方法,即当线路电流和电容电压满足同向条件时晶闸管才触发导通。同时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新方法。数字仿真及动模实验结果表明,提出的切换方法能使切换过程平稳迅速,且动态特性良好。     

可控串补暂态特性的动模试验研究

分析了可控串补TCSC(Thyristor Controlled Series Compensation)分别以电容电压和线路电流为同步信号,在容性微调区从高补偿区向低补偿区及反方向阶跃跳变时。基频阻抗的暂态变化过程。研究了在不同同步信号下,感性区和容性区相互转换时TCSC的暂态特性,指出从容性区转换到感性区以及从感性区转换到容性区阻断模式时,两种同步信号下的暂态过程相似：但由感性区转换到容性微调区时,电容电压同步信号下需先将TCSC切换到阻断模式,待进入稳态后再调节补偿度,而线路电流同步信号下则可直接进行。     

可控串补(TCSC)模式切换控制策略的动模实验研究

基于模块化动模实验平台,提出了一套可控串联补偿(TCSC)模式切换控制策略.动模实验证实了通过简单改变触发角TCSC的模式切换无法实现;分析了电抗器支路不同品质因数对硬件旁路切换的影响,通过串加小电阻的方法改进TCSC主回路接线以有利于模式切换的实现.采用线路电流与晶闸管支路电流同向触发的方法实现由容性运行模式到Bypass的切换.动模实验结果表明,提出的模式切换策略能使切换过程平稳迅速,且动态特性良好.     

可控串补（TCSC）模式切换控制策略的动模实验研究

基于模块化动模实验平台,提出了一套可控串联补偿（TCSC）模式切换控制策略。动模实验证实了通过简单改变触发角TCSC的模式切换无法实现;分析了电抗器支路不同品质因数对硬件旁路切换的影响,通过串加小电阻的方法改进TCSC主回路接线以有利于模式切换的实现。采用线路电流与晶闸管支路电流同向触发的方法实现由容性运行模式到Bypass的切换。动模实验结果表明,提出的模式切换策略能使切换过程平稳迅速,且动态特性良好。     

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。     

数模混合式实时仿真装置中含多质量块轴系的发电机模型及其在工程研究中的应用

介绍了数模混合式实时仿真装置中多质量块轴系发电机模型的构成及其在伊冯可控串补工程中的应用。为了抑制或消除次同步谐振 (SSR) ,中国电科院 TCSC课题组提出了一种新的微调控制方法——电压增量控制 ,其基本原理是在SSR条件下保持电容电压增量水平接近稳态波形 ,使大部分SSR电流仅能通过晶闸管控制的电感支路。此时 ,串联电容补偿装置 (TCSC)呈电感特性 ,因此抑制次同步谐振是该方法的固有特性。通过接入 TCSC物理模拟控制器所进行的试验研究 ,验证了该方法在理论上是正确的 ,应用此策略的TCSC控制器可以有效地抑制或消除次同步谐振。     

电抗器品质因数对TCSC特性的影响及阻抗特性的双解现象

可控串联电容器(Tcsc)装置的晶闸管控制支路电抗器(TCR)品质因数只能是有限值，该文通过时域数字仿真分析了这一参数对TCSC稳态阻抗特性的影响。仿真分析结果表明在电抗器品质因数有限的情况下，TCSC等效阻抗特性的谐振点相对理想情况会出现偏移；同时，在容性运行区间，对于同样的触发角指令，Q值越小，TCSC的等效基频电抗也越小，而在感性运行区间，情况则刚好相反。这种影响在感性和容性运行区间还因TCSC同步触发控制方式不同而存在较大的差异。当以电容电压过零点为同步触发参考时标时，触发角指令与等效阻抗之间是单值对应关系，而以线路电流为同步触发参考时标时，触发角指令与等效阻抗之间是双值对应关系，即所谓的双解阻抗特性。文章进一步研究了线电流同步方式下TCSC等效基频阻抗呈现双解的现象，指出产生该现象的根本原因是采用了不同的触发参考时标。TCSC等效基频阻抗特性的双解现象实际上是在以线路电流过零点为触发参考时标时TCSC表现出的一种特殊运行特性。它与以电容电压同步触发参考时标的阻抗特性之间具有确定的对应关系。在两种不同的触发时标下，通过详细时域仿真验证了上述结论。     

考虑晶闸管导通特性的TCSC基频阻抗特性分析

通过PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真发现在线路电流同步方式下,可控串联电容补偿(TCSC)基频阻抗特性曲线随着线路电流不同而改变,这将使TCSC分层式控制系统中的开环阻抗控制存在明显误差。建立了线路电流同步方式下考虑晶闸管导通特性影响时的TCSC基频阻抗模型,从理论上解释了基频阻抗特性随线路电流变化的机理,通过数字仿真分析指出最小二乘查表法存在TCSC开环阻抗控制查表误差大的问题,同时提出了二元三点插值查表法和线性插值查表法2种新的查表法,并通过动态模拟实验验证了这2种查表方法的有效性和可行性。     

TCSC抑制电力系统次同步振荡的研究

常规的固定串联电容补偿(FSC)在补偿度较高时,就会诱发系统发生次同步振荡(Subsynchronous Oscillation,SSO),在这种情况下,为了克服固定串补的不足和抑制电力系统的次同步振荡,可控串联电容补偿(TCSC)就应运而生了.文章分析了TCSC的基频阻抗特性和次频阻抗特性,提出了确定最优的TCSC的主电路特征参数K值的方法,利用测试信号法和时域仿真法研究了TCSC在容抗调节模式下不同触发角时的电气阻尼特性和轴系扭振的变化情况.仿真结果表明了TCSC具有一定的抑制次同步振荡的能力,得出了TCSC在容抗调节模式下次频正电阻能削弱和缓解SSO,但不能完全消除SSO,呈容性的次频电抗在一定触发角范围内仍能有效抑制SSO的结论.     

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.     

特高压输电线路用新型TCSC方案及其控制策略研究

为了在1 000 kV特高压输电线路或有较大额定电流的750 kV输电线路上加装可控串补(thyristor controlledseries compensation,TCSC),解决目前TCSC中所需晶闸管阀通流能力不足的问题,提出了一种基于双阀控电抗器(thyristor controlled reactance,TCR)支路并联的TCSC实现方案,并对其控制策略进行了研究。通过对幅值相等控制策略下双TCR支路TCSC进行数学建模,设计了相应的阻抗控制环节和幅值相等控制环节,实现了相应的控制目标。仿真结果表明,提出的TCSC实现方案及其控制策略可行,适用于工程应用。     

TCSC阻抗双解现象的机理研究

TCSC是靠调整触发角来获得需要的命令阻抗，因此命令阻抗与触发角的关系尤为重要，以往对TCSC阻抗双解研究局限于讨论电抗器品质因数的影响，该文讨论了考虑晶闸管导通特性和电抗器支路品质因数影响时TCSC的阻抗特性，文中通过相量图分析发现，即使在品质因数不变的情况下，随着晶闸管导通电流的增大，电容电压过零点与线路电流过零点之间的相位差也会逐渐减小，引起晶闸管实际导通幅度和宽度的减小；指出了造成TCSC双解现象的根本原因是晶闸管的导通受阻，其受阻程度由电抗器支路的电流和等效品质因数2个因素决定：线路电流同步方式下晶闸管导通电流的幅度和宽度均受阻；而电容电压同步下，晶闸管导通电流只有幅度受阻，因此阻抗双解现象在线路电流同步方式下更容易出现。数字仿真和动模实验结果分别验证了阻抗双解现象的存在。     

TCSC阻抗双解现象的机理研究

TCSC是靠调整触发角来获得需要的命令阻抗，因此命令阻抗与触发角的关系尤为重要，以往对TCSC阻抗双解研究局限于讨论电抗器品质因数的影响，该文讨论了考虑晶闸管导通特性和电抗器支路品质因数影响时TCSC的阻抗特性，文中通过相量图分析发现，即使在品质因数不变的情况下，随着晶闸管导通电流的增大，电容电压过零点与线路电流过零点之间的相位差也会逐渐减小，引起晶闸管实际导通幅度和宽度的减小；指出了造成TCSC双解现象的根本原因是晶闸管的导通受阻，其受阻程度由电抗器支路的电流和等效品质因数2个因素决定：线路电流同步方式下晶闸管导通电流的幅度和宽度均受阻；而电容电压同步下，晶闸管导通电流只有幅度受阻，因此阻抗双解现象在线路电流同步方式下更容易出现。数字仿真和动模实验结果分别验证了阻抗双解现象的存在。     

一种可控串联补偿动态模拟实验装置

介绍了一套可控串联补偿(TCSC)动态模拟实验装置,在该装置中,TCSC的各组件实现了模块化,可灵活组合并根据模拟系统要求调整TCSC的结构参数;TCSC的控制器采用分层结构,各层控制系统完成不同的控制目标,可以方便地进行各种控制策略的研究.动模实验结果表明,通过采取适当的控制策略该TCSC实验装置可以快速调节阻抗,较好地抑制低频振荡并灵活地完成不同阻抗模式之间的切换.     

可控串联补偿(TCSC)系统感性微调区的Pitchfork分叉现象

叙述了可控串联补偿（ＴＣＳＣ）装置在感性微调区工作的动态模拟实验结果,用Ｐｏｉｎｃａｒｅ映射时分析了ＴＣＳＣ系统的动态稳定性。理论分析、ＥＭＴＰ数值仿真及动模实验均证明,超过一个临界触发角后,ＴＣＳＣ系统发生Ｐｉｔｃｈｆｏｒｋ分叉现象。     

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。     

相控电容器式可控串补特性分析

揭示了相控电抗器式可控串补与相控电容器式可控串补的对偶特征。用对偶原理阐述了相控电容器式可控串补的性能及相控特点。分析说明了串补电容器、GTO网的电流电压峰值与串补线路电流峰值、串补电容器的工频容抗值之间的关系，这对于理论上确认相控电容器式可控串补的优越性非常重要。阐述了相控电容器式可控串补具有阻尼次同步谐振和抑制低频功率振荡的能力；相控电抗器式可控串补装置的动态性能是一个其时间常数不大于工频0．25周期的一阶惯性环节。