可控串补(TCSC)技术的应用进展

随着系统负荷的快速增长和电力市场开放的发展，增加既有输电线路的传输容量和提高电力系统稳定性越来越受到电力部门的重视。晶闸管控制的串联电容补偿器(Thyristor Controlled Series Compensator，TCSC，简称可控串补)在改善电力系统性能方面具有很多优点，逐渐被应用于电力系统中。在美国已有3处TCSC项目投入商业运行，继美国以后，其它一些国家(如巴西、瑞典等)电力系统也开始引入TCSC。由于对于美国的项目在国内已进行了许多报道，文章主要介绍其他国家的TCSC项目。     

描述可控串补装置暂态特性的数学模型

用拓扑建模法建立了能描述可控串补暂态全过程的数学模型,得出暂态响应时间计算公式。通过该模型可了解可控串补的暂态机理,分析响应时间的影响因素,可分析装置参数对暂态特性的影响,数字仿真证明了所建模型的正确性。此外,文中所用的分析方法对同类型电路的建模和特性分析有一定的参考意义,并可为优化可控串补的控制提供模型模拟。     

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。     

可控串补对次同步谐振的抑制作用初步探讨

简要介绍可控串补的组成，运行方式及主要功能，并分析托克托电厂4期串联补偿进出方案存在的次同步谐振问题．用EMTP仿真程序详细探计可控串补(TCSC)抑制次同步谐振(SSR)的可行性。     

可控串补电容器非线性H∞鲁棒控制器的设计

为充分发挥可控串补电容装置的作用,提高电力系统暂态稳定性,基于状态反馈线性化方法和线性Ｈ∞控制理论介绍了一种非线性Ｈ∞鲁棒控制器的设计方法,这种设计方法对原非线性系统具有鲁棒最优性。同时依据该方法设计了电力系统ＴＣＳＣ的非线性Ｈ∞鲁棒控制器,并就其抗干扰性能和实用性进行了说明。     

串补装置次同步谐振特性分析

通过在PSCAD中建立IEEE First Benchmark进行仿真,分析了FSC和TCSC的SSR特性。针对两者不同的特性,建立TCSC次频阻抗特性分析模型,重点分析TM4不稳模式,详细解释了TCSC抑制SSR的原因。基于TCSC的阻抗特性可以抑制SSR,进行了FSC+ TCSC的仿真实验,发现选择合适的参数可以使FSC+ TCSC的串补装置抑制SSR。     

500 kV串补站过电压保护研究

结合华北托克托电厂500kV串补工程研究串补站的过电压保护措施,包括过电压保护方案的选择,金属氧化物限压器（MOV）的能量需求分析和阻尼回路设计,并提出了主要设备参数。     

电力科技信息：我国第1个国产化可控串补工程一次投运成功

2004-12-22，在甘肃省陇南地区成县变电站，我国第1个国产化可控串补工程——甘肃碧口至成县220kV可控串补工程一次投运成功，经过4d的各种系统运行条件考验．各项技术指标均达到设计要求．井于2004-12-26正式投入运行。该工程由国家电网公司组织领导，甘肃省电力公司组织实施，委托甘肃陇南电力局和甘肃送变电公司建设，     

可控串补系统的稳定控制

在可控串联电容补偿元件和电力系统的机电暂态数学模型的基础上,应用经典控制理论和自抗扰控制理论为可控串比方 具有暂太稳定控制回路的常规控制器,自抗扰控制器。数字仿真结果表明：施加控制是改善可控串补系统稳定性和动态性能的有效措施。     

基于线电流同步方式的TCSC暂态特性分析

为准确理解TCSC装置的暂态机理,以晶闸管导通角为建模对象,建立了线电流同步方式下描述TCSC暂态特性的解析数学模型。在此基础上,详细分析了影响TCSC暂态特性和响应时间的相关因素。基于暂态模型研究进一步发现：线电流同步方式下,TCSC阶跃到低补偿区暂态过程会出现振荡。数字仿真证实了这一特殊暂态现象的存在。     

含TCSC的电力系统次同步谐振的复转矩系数分析法

经推理证明,对于采用固定串联电容补偿的电力系统,如果对发电机转子角度施加一微小正弦扰动,则按系统线性化方程求得的电磁转矩稳态增量的正弦和余弦分量的幅值分别与电气弹性系数和电气阻尼系数成正比,从而提出了一种计算复转矩系数的微小扰动稳态响应算法。然后将这种算法推广到采用晶闸管控制的串联电容补偿电力系统的次同步谐振分析中,给出了具体的计算公式和步骤。采用IEEE典型系统进行计算,所得结果与采用EMTP时域仿真的结果相吻合。     

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.     

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。     

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。     

基于电容电压同步方式的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。     

基于多目标进化算法的TCSC非线性控制器设计

提出了一种利用多目标进化算法设计可控串联补偿(TCSC)非线性稳定控制器的方案，设计目标是选取合适的控制器参数，达到提高电力系统暂态稳定性的效果。将非线性控制器反馈增益的选择归结为参数优化问题，并且在优化过程中同时考虑电力系统响应的多项性能指标。采用该方法优化的非线性控制器参数可以较有效地阻尼电力系统振荡。     

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暂态过程中晶闸管导通角特性的研究

当晶闸管触发角发生阶跃时,由于TCSC电路固有的电磁暂态特性,使得电容电压过零点发生偏移,因此导通角不会立刻达到预定目标值。章首先给出并证明了触发角阶跃变化与初始导通角之间的定性关系;然后通过分析晶闸管导通期间电容电压的解耦特性,推导出导通角的估算公式,定量地描述了暂态过程中导通角的变化规律。数字仿真验证了上述分析结论并进一步发现：导通角变化趋势与TCSC基频阻抗特性是完全一致的,从而揭示了选择不同同步信号时TCSC会表现出不同暂态响应特性的内在原因。     

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。