超高压输电系统可控串补(TCSC)动态模拟

以东北电网拟建的５００ｋＶ伊敏－冯屯交流输电系统所需可近串联补偿电容装置（ＴＣＳＣ）为研究目标,建立了包括ＴＣＳＣ的整个系统的动态模拟装置。在此基础上,进行了ＴＣＳＣ整体动模装置的基本运行方式,潮流控制以及暂态响应的试验,所得结果与理论分析一致,此外,单一回线运行时,在接近谐振点的某一补偿度上,观察到了次同步谐振（ＳＳＲ）现象,并对此现象进行了分析。     

阳城--淮阴输电工程次同步谐振及MOV作用的研究

为研究山西阳城至江苏淮阴输电工程引发次同步谐振（ＳＳＲ）的可能性，采用ＮＥＴＯＭＡＣ软件包进行了时域仿真研究，认为该系统中的串联电容补偿装置不会引起际近机组的次同步谐振，同时分析了金属氧化物可变电阻（ＭＯＶ）在系统故障期间的特殊作用。     

含有可控串联补偿电容的电力系统次同步谐振研究

根据采用复数力矩系数法分析同步振荡要求,在分析ＴＣＳＣ的物理特性的基础上,建立了可控串联补偿电容（ＴＣＳＣ）的数字模型,推导出适用于复数力矩系数不地的ＴＣＳＣ的复频域等效端地纳矩阵,在此基础上可方便地利用复频域扫描法分析ＴＣＳＣ对电力系统交仙步谐振的影响。对１个２机５节点系统用所提方法进行了次同步谐振分析,同时进行了全时域数字仿真数字仿真结果验证了所提方法的有效性。     

一种采用零压型开关的TSC低压无功补偿装置

介绍一种适合于低压（４００Ｖ）配电网分散进行无功补偿的低成本晶闸管开关电容器（ＴＳＣ）装置,它通过检测晶闸管式无触点开关（ＳＣＲ）两端电压为零人为ＳＣＲ触发的必备条件,实现了硬件闭锁保护,避免了误触发造成的冲击电流损坏元件,不会发生无功过补偿现象,而且简化了设计,降低了成本。     

伊敏-大庆500 kV输电系统次同步谐振分析--兼论发电机轴系共振频率

对伊敏电厂拟安装５００ＭＷ和６００ＭＷ汽轮发电机,并通过有串联补偿的长距离５００ＫＶ输电线发入系统后的过高串补度引发的次同步谐振,进行了分析研究。研究表明,在常规串补情况下,５００ＭＷ发电机较６５００ＭＷ发电机更易被激发轴系次同步谐振,所以在串联补偿度时,前者应成为考核重点,长距离输电系统易发生次同步谐振（ＳＳＲ）,但当受端的等值阻抗值与补偿线路的阻抗值相当时,可能发生ＳＳＲ的频率秋各有１个,伊敏     

灵活交流输电系统技术及其应用(二)

灵活交流输电系统技术及其应用（二）陈淮金（河海大学，南京）（续上期）４统一潮流控制器（ＵＰＦＣ）前述几种ＦＡＣＴＳ装置，如ＴＣＳＣ、ＴＣＰＳ、ＳＶＣ等，其功能是单一的。如ＴＣＳＣ仅控制线路的阻抗，ＴＣＰＳ仅控制线路的功率角，而ＳＶＣ只能通过控制所发无...     

NGH 次同步谐振阻尼方案的研究及仿真分析

针对串联补偿系统次同步谐振（ＳＳＲ）问题的抑制及防止措施,对ＮＧＨ次同步谐振阻尼方案作了详细的理论分析和仿真研究。在论述了ＮＧＨ次同步谐振阻尼方案基本原理的基础上,通过具体算例的仿真分析说明ＮＧＨ次同步谐振阻尼方案对提高暂态转矩稳定和提高有次同步谐振问题系统的稳定性是非常有效的。仿真分析采用电磁暂态计算程序ＥＭＴＰ。     

可控串补的可控范围及串容与电抗关系的研究

根据可控串联补偿（ＴＣＳＣ）装置的时域和频域稳态特性,对可控串联补偿装置的阻抗可控范围和晶闸管控制电抗器（ＴＣＲ）的参数选择方法进行了深入的研究。提出了ＴＣＳＣ的阻抗灵敏度系数ＩＳＦ的概念,并论证了阻抗灵敏度系数是决定ＴＣＳＣ阻抗可控范围的基本因素。同时提出了选择ＴＣＳＣ中ＴＣＲ参数的关键是确定串补电容的基波容抗与ＴＣＲ的基波电抗之比值。并分析了此值与阻抗灵敏度系数的关系以及与ＴＣＳＣ其他运行性能指标之间的关系。     

电压互感器阻尼器分析及参数的优化

电容式电压互感器（ＣＴＶ）可以避免电磁式电压互感器与系统侧电容并联产生的谐振问题，因而应用日益广泛。但是ＣＶＴ内部等值电容与电抗串联可能产生次谐波谐振，引起过电压，会使ＣＶＴ损坏。本文在介绍现行使用的ＣＶＴ防谐振方法及谐振阻尼器原理的基础上，提出优化设计阻尼器参数及结构的方法，并用非线性规划方法具体进行了优化，得出了对误差影响最小、阻尼作用最大的阻尼器参数及结构参数，构成ＣＶＴ优化设计的重要组成部分，对提高ＣＶＴ的精度及运行可靠性有重要作用。     

利用直流输电抑制交直流系统次同步振荡的仿真研究

在交直流联合输电系统中，由于大机组轴系的弹直流系统常规控制扔相互作用，可能引起形态复杂的振荡一次同步振荡（ＳＳＯ）。但是直流系统是一个快速可控的有源系统，因而有可能通过分析与研究ＳＳＯ的机理和规律，采用适当的ＨＶＤＣ控制措施，变消极影响为积极因素反过来抑制大轴的扭振。本文从ＨＶＤＣ控制系统出发利用次同步振荡时的特征表现，给ＨＶＤＣ设计了一个附加控制器。仿真结果表明该顺能有效的抑制镒同步振荡。     

TCSC对电力系统次同步谐振的影响

以IEEE次同步谐振第1标准模型为研究对象,采用扫频和时域仿真相结合的复转矩系数法,从系统阻尼特性的角度分析了系统发生SSR的危险性,并用时域仿真法验证了该方法的正确性.在系统中加入TCSC,通过对电气阻尼特性的深入研究,发现在一定的条件下,TCSC使系统的电气谐振点发生了偏移,从而破坏系统发生SSR的条件;但是TCSC运行在较小导通角时,可能引起系统负阻尼频带加宽的现象,从而引起系统的次同步振荡,并通过时域仿真验证了该现象的危险性.讨论了TCSC的参数设计原则,使TCSC能够最大限度地提高对SSR的抑制能力.     

TCSC次同步谐振阻尼控制器设计

输电线路采用串联电容补偿存在引起电力系统次同步谐振的危险,TCSC常用来解决这一问题。基于提升系统电气阻尼的思想,设计了TCSC附加阻尼控制器,该控制器针对分模态控制方法存在的不足进行了改进。基于IEEE SSR第一标准测试模型的分析表明改进后的控制器能将系统在几乎整个次同步频段内的电气阻尼提高为正,从而消除了该频段内的SSR危险。     

Clarification of the SSR mitigation mechanism of a TCSC

A thyristor controlled series capacitor (TCSC) is considered to be effective not only for flow control and stabilization of power systems, but also for mitigation of subsynchronous resonance (SSR). This paper clarifies the SSR mitigation mechanism of a TCSC. First, using time simulations, we show that SSR appears and disappears depending on the firing angle of the TCSC. Next, we show that the frequency characteristics vary considerably with the firing angle. Further, we show that SSR occurs in TCSC-compensated systems as well as in conventional series-capacitor-compensated systems when 60 Hz minus the electrical resonance frequency of a transmission system coincides with the torsional oscillation frequency of a generator-turbine shaft. TCSC can avert SSR by changing the firing angle and by shifting the electrical resonance frequency. Next, we propose an equivalent circuit to TCSC which consists of a series capacitor in parallel with a resistor and a reactor. We adjust the parameters so that it shows the same frequency characteristics as TCSC. We apply it to time simulations to see if it is equivalent to TCSC. Finally, we perform an eigenvalue analysis on the equivalent circuit. We obtain results that correspond to the time simulations. © 1997 Scripta Technica, Inc. Electr Eng Jpn, 120(4): 31–39, 1997     

TCSC及其主动阻尼控制对次同步谐振的抑制

可控串联电容补偿(thyristor controlled series capacitor,TCSC)能够控制串联电容器与汽轮发电机轴系之间的能量交换,抑制系统中的次同步分量,从而避免发生次同步谐振的风险。对TCSC抑制次同步谐振(sub-synchronous resonance,SSR)的2种不同方法,即自然抑制和主动抑制,进行了分析和对比,设计了次同步阻尼控制器,研究了TCSC在不同触发角下及附加了阻尼控制器的主动抑制下对次同步谐振抑制的效果,通过PSCAD/EMTDC对这些方法进行时域仿真发现,2种方法均能有效抑制SSR,而主动抑制的效果更好一些。     

Analytical modeling of thyristor-controlled series capacitors forSSR studies

Thyristor-controlled series capacitors (TCSC) have dynamic characteristics that differ drastically from conventional series capacitors especially at frequencies outside the operating frequency range. Therefore suitable models are needed to properly study the applications of TCSC on a utility power system. An accurate analytical model of the TCSC which is valid in the frequency range from 0 Hz to twice the operating frequency is presented. The model incorporates the thyristor triggering logic, the synchronization system, and higher level control loops such as power oscillation damping loop. This model is suited for linearized analyses of a power system using frequency domain methods such as eigenvalues. It is particularly valuable in studying subsynchronous resonance (SSR) enables the utility industry to better evaluate interactions between TCSC and other devices     

抑制次同步谐振的TCSC主动阻尼控制

采用同步电压反转(synchronous voltage reversal,SVR)触发控制的可控串联补偿电容(thristor controlled series compensator,TCSC)本身不会诱发系统的次同步谐振(sub- synchronous resonance SSR),而且因为其在次同步频率范围内固有的感性阻抗特性,一直以来工程中都把TCSC作为一种缓解SSR的有效措施。虽然采用SVR触发的TCSC可缓解系统SSR的压力,但其本身却无法主动抑制SSR,该文提出一种TCSC的附加控制--主动阻尼控制,通过调节TCSC的触发,可使系统在危险振荡模式下向机组提供正值的电气阻尼,从而更好地抑制SSR。时域及频域的仿真也验证了该主动阻尼控制的有效性。     

可控串补等值阻抗的计算方法研究

利用小信号分析法 ,对可控串补的频率响应特性进行了研究。对可控串补输入小信号电流 ,求取可控串补中各电压电流 ,并利用傅里叶分析方法求得各信号的相应频率分量 ,进而求得可控串补的频率响应特性。该研究对可控串补系统的次同步谐振以及其他相关的谐波研究有重要意义 ,分析方法对其他FACTS元件的研究有借鉴作用。EMTP仿真验证了本文方法的有效性。     

Subsynchronous resonance analysis using a discrete time model of thyristor controlled series compensator

The characteristic of a thyristor controlled series compensator (TCSC) is nonlinear in nature. Usually the TCSC control systems employs a conventional type controller to obtain the reactance order, which in turn, is converted into the corresponding firing angle of the TCR through a look-up table. The main drawback of this approach is the absence of a closed-loop model through which the stability of the system can be analyzed. To alleviate this problem a linear, discrete-time state space model of a TCSC compensated transmission line in the d–q domain is proposed (Srivastava et al., Model-based control design of a TCSC compensated power system, to appear in Electrical Power and Energy Systems). This model is further utilized in this paper for damping torsional oscillations arising due to subsynchronous resonance (SSR). The model is interfaced with synchronous generator and turbine-shaft models to obtain a closed form homogeneous state space representation that is suitable for eigenvalue analysis. Through eigenvalue analysis it is shown that proper choice of control gains can effectively damp out SSR. The eigenvalue analysis results are subsequently validated through PSCAD/EMTDC simulation studies.     

Frequency response of the thyristor controlled series capacitor

This paper introduces the application of a new method based on Fourier series expansion, to derive the frequency response of a thyristor controlled series capacitor (TCSC). The theory and the numerical approach are presented and the results are reported. Although this method is solely applied to the TCSC device in this context, it is completely general and may well be applied to any type of switched power device. The analysis shows the behavior of a TCSC at frequencies other than fundamental frequency. Such information is very important for sub-synchronous resonance (SSR) as well as other harmonic related studies     

TCSC在次同步谐振中的借阻尼现象

采用了基于时域仿真的复转矩系数法研究电力系统的电气阻尼特性。在IEEE次同步谐振第一标准模型的基础上,分别将其25%,50%,100%容量的固定串补替换为TCSC后进行仿真分析。分析结果表明,在串补度相同的情况下,系统总阻尼近似守恒,TCSC基本不提供正阻尼,但TCSC由于其高度非线性,使系统不同频率间发生了能量交互,从而增加了某些频率的阻尼,同时也降低了另外一些频率处的阻尼,出现了借阻尼现象。讨论了借阻尼现象对SSR的正反两方面影响,并利用仿真实验验证了TCSC抑制和引起SSR的可能性。该现象的发现对T