可控串联补偿器的特性分析研究综述

随着电网规模的不断增大,输电质量和安全性也越来越重要。可控串联补偿(TCSC)作为柔性交流输电系统(FACTS)的重要组成部分,因其在串联补偿领域较高的性价比,是实际应用中最多且前景看好的FACTS装置。综述了国内外学者对TCSC的特性所做分析研究,对其未来的发展方向进行讨论和总结。     

考虑暂稳约束下含TCSC联络线的传输能力

可控串补(TCSC)通过改变线路电抗值即改变网络结构来实现对系统的控制.随着现代电力系统的发展,系统规模越来越大、电压等级越来越高,电网输送能力赶不上负荷的需求、而电力市场化运营又需要系统采用更多的控制手段,在输电电网中应用TCSC来增加输电能力、控制系统潮流、提高系统稳定性显得尤为迫切.文中研究输电线路安装了TCSC...     

电网可靠性对可控串联补偿部件参数的灵敏度分解算法

可控串联补偿器(TCSC)是一种常见的柔性输电设备,多用于改善输电能力。现有TCSC对其电容器组、电抗器等部件的可靠性建模较为粗略,因此无法直接描述部件可靠性对电网可靠性的影响。考虑部件故障模式,提出TCSC可靠性分层等值算法,建立含TCSC线路可靠性状态空间模型。基于改进频率和持续时间(FD)算法,求解串联补偿线路状态概率和转移率,及其对部件可靠性参数的灵敏度。联立电网可靠性对串联补偿线路可靠性、串联补偿线路可靠性对TCSC部件灵敏度,提出电网可靠性对TCSC部件参数的灵敏度分解算法。算例分析验证了算法的可行性和正确性,有助于从电网角度发现和改善柔性交流输电设备的薄弱环节。     

考虑FACTS配置的电网输电能力计算

灵活交流输电(FACTS)技术是提高电网输电能力的有效手段。文章基于连续潮流法,将静止无功补偿器(static var compensator,SVC)和可控串联补偿器(thyristor controlled series capacitor,TCSC)的稳态模型加入潮流方程中,建立了计及SVC和TCSC的可用输电能力计算模型。考虑到确定元件安装位置的重要性,利用连续潮流法求取系统极限功率点的输电能力,以该值与网络参数的灵敏度系数作为指标,选择最有利于提高输电能力的SVC和TCSC安装位置。对IEEE 30和IEEE 118节点系统进行的仿真计算证明了所提出模型和方法的有效性。     

FACTS优化配置提高电网最大输电能力

灵活输电系统(FACTS)技术是提高电网输电能力的有效手段。本文采用可控串联补偿器(TCSC)和可控移相器(TCPS)的功率注入模型,在建立的计及TCSC和TCPS最大输电能力(TTC)的最优潮流计算模型基础上,运用序列二次规划法对其进行求解。考虑到确定FACTS配置位置的重要性,提出以最小奇异值与FACTS控制参数的灵敏度作为指标,选择最优配置位置,对IEEE30节点系统进行的仿真结果表明方法的有效性。     

TCSC运行原理及其在电网中的工程应用

可控串联补偿(TCSC)是柔性交流输电装置的典型代表,基于适当的控制策略TCSC能快速连续地调节输电线路电抗,减小因功率输送引起的电压降和功角差,提高线路输送能力和电力系统的稳定性.为使工程技术人员更好地掌握TCSC技术,主要分析TCSC的运行原理,在此基础上给出了TCSC在现代电网中的工程应用情况.     

TCSC对电力系统失步振荡中心迁移的影响

针对柔性交流输电系统(Flexible AC Transmission System,FACTS)装置可能导致电力系统振荡中心迁移的问题,研究分析了可控串联补偿(Thyristor Controlled Series Compensation,TCSC)对失步振荡中心迁移的影响;将等值两机系统中推导出的振荡中心位置公式与TCSC机电暂态模型中阻尼振荡环节的电压/功率控制比例相结合,说明了TCSC电压控制比例对振荡中心迁移的影响机理,并在一个等值两端系统和实际西北电网中进行了仿真验证。理论分析和仿真结果表明:随着TCSC阻尼振荡环节的电压控制比例系数的增大,振荡中心往远离TCSC的方向迁移。     

可控串补神经内模控制系统设计

可控串补(TCSC)是一种重要的柔性交流输电系统(FACTS)控制装置。其建模及相应的控制策略是当今国内外重要的研究课题。通过神经网络系统辨识设计了一个TCSC神经内模控制系统。仿真表明:该控制器不但能快速调节容抗、改善系统的稳定性,并且有较强的自适应性和鲁棒性。     

可控串联电容补偿装置建模及应用仿真：一种基于Matlab/PSB的方法

正可控串联电容补偿装置是柔性交流输电系统的重要一员,为电力系统稳定运行提供可靠支撑。本文基于Matlab/PSB搭建三相输电系统以及TCSC模型。在Simulink环境下,对三相电力系统进行静态和暂态的仿真,研究TCSC对电力系统稳态潮流以及暂态稳定性的影响。柔性交流输电系统(Flexible AC Transmission System,FACTS)是综合电力电子技术、微处理和微电子技术、通信技术和控制技术而形成的用于灵活快速控制交流输电的新技术。比较常见的FACTS包括静止无功补偿器(Static Var Compensator, SVC)、     

可控串补基波阻抗数值算法及仿真研究

可控串联补偿技术不仅可以提高输电线路的输送容量、改善电网的潮流分布、增强系统的暂态稳定性,而且还可以抑制低频功率振荡和次同步谐振等.该研究对TCSC的基本结构及运行原理进行了介绍,通过求取TCSC回路中各电压电流,建立TCSC的数学模型,并进行谐振点分析,利用Matlab软件进行数值仿真计算,最后得到TCSC的基波阻抗...     

配电网TCSC建模及接地故障仿真研究

可控串联补偿技术（Thyristor Controlled Series Compensation,TCSC）作为柔性交流输电系统（Flexible AC Transmission Systems,FACTS）的重要组成部分,是近年来串联补偿技术的代表,也是未来输电系统的支撑技术,其经济性、实用性的特点使其具有较好的应用前景。本文将TCSC应用到配电网系统当中,文中首先介绍了TCSC的基本原理与数学模型,然后基于Matlab/Simulink软件建立配电网系统下的TCSC模型,并以某10kV配电网系统为例,进行接地故障仿真。通过仿真结果证明用该方法建立含TCSC的配电网系统的有效性,为配电网系统下的TCSC的进一步研究提供了理论基础。     

考虑负荷及发电机出力不确定性的TCSC选址与定容

TCSC装置的应用能够有效地提高系统输电能力、降低网损、改善系统稳定性,但由于其成本相对比较昂贵,因此在输电网规划中,其选址与定容问题具有较高的研究价值。本文提出一种确定TCSC备选安装位置和安装容量的新方法。在选址子问题中,考虑到规划方案中系统负荷预测与发电机出力方式的不确定性,以静态电压稳定约束下的系统输电能力最大化为目标,采用将灵敏度法与非贯序蒙特卡罗仿真法相结合的方法来确定TCSC的备选安装位置。在安装位置已知的前提下,考虑到不确定因素的影响,以系统最大收益为目标,将蒙特卡罗法与非线性优化方法相结合来确定TCSC的安装容量。经IEEE118节点系统验证,本文算法能够有效解决TCSC的选址与定容问题。     

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。     

含TCSC的电力系统最优潮流控制

电力系统最优潮流问题(OPF)对保证系统的电压质量、安全性和经济性都是十分重要的。针对含有柔性交流输电系统的最优潮流问题,根据可控串联补偿器(TCSC)的功率注入模型,建立适于潮流和最优潮流计算的数学模型,在常规最优潮流问题的基础上,充分考虑TCSC元件对系统潮流的影响,从而建立起TCSC运行情况下的非线性最优潮流模型,并应用了一种有效的求解上述模型的方法——路径跟踪内点法。仿真表明该方法能有效解决含TCSC的电力系统最优潮流问题。     

Loop current characteristics of a thyristor-controlled series capacitor

This paper presents the results of an investigation on the loop current of a thyristor-controlled series capacitor (TCSC). The knowledge of loop current characteristics is important for understanding analytically the equivalent impedance of TCSC, estimating harmonics produced by TCSC, and determining ratings of the TCSC circuit components. However, little has been written on the loop current of TCSC circuit. Therefore, using a laboratory-scale TCSC installed on a laboratory power system, the TCSC currents and voltages were measured and analyzed to investigate the behavior of loop current. A mathematical model of TCSC was also developed to compare to the experimental results and further clarify the relationship between loop current and steady-state impedance characteristics, including effects of TCSC circuit component size on the characteristics. Capacitor voltage harmonics and their impact on the power system were also investigated. ©1998 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 125(1): 37–46, 1998     

对TCSC 模型和阻抗提法的商榷

灵活交流输电系统(FACTS)技术在电力系统中有着广阔的应用前景,可控串联电容补偿(TCSC)便是FACTS家族的一个重要成员,针对TCSC基波阻抗提法不甚明确的现状,就稳态工作时的时域分析作了比较深入的研究。通过选取串联电流源型等值分析电路,经过严格的数学推导给出了唯一确定的公式定义,对当前研究文献中的一些说法提出了质疑和商榷。同时首次提出了串联电压源型研究模型选取不适的概念,并在Simulink集成环境中建立起仿真模型电路,通过其频域上的仿真结果与前述时域结果的对照分析,充分印证了该提法。     

TCSC对平行双回线上方向继电器的影响

分析了TCSC（晶闸管控制串联补偿装置）对平行双回线上的方向继电器的影响。文中指出：由于TCSC与固定串补不同，健全回线上的TCSC的运行方式对故障回线上的方向继电器有很大影响；而当健全回线上的TCSC被可靠旁路后，平行双回线中的方向高频保护装置均能正确动作。与固定串补相比，TCSC具有一定的优势，只要健全回线上的TCSC被可靠旁路，双回线上的方向高频保护装置均能正确动作。     

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。     

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。     

基于乘子罚函数法和解耦法的含TCSC电力系统网损优化

为提高系统运行的可靠性和经济性,在传统的潮流计算基础上加入可控串联补偿器（Thyristor Controlled SeriesCapacitor,TCSC）,可实现对电力系统的网损优化.在不改变原网络节点导纳矩阵对称性的条件下,根据TCSC的基本结构和性质,将TCSC对网络的影响等效为节点附加注入功率,建立了针对可控串联补偿器的网损优化数学模型,并将其作为等式约束条件加入到网损优化模型中,将含TCSC支路功率及TCSC参数约束引入到不等式约束条件中.通过算例验证,用乘子罚函数法和解耦法的计算结果正确,同时也表明了利用可控串联补偿器可以实现网损优化,有利于系统的经济运行.