TCSC的次频阻抗特性

在假设可控串联补偿（TCSC）两端电压中工频分量和次频分量能够解耦的条件下，推导出了当在TCSC的基波电压上叠加一个微小的次同步频率分量电压的情况下，TCSC等效次频阻抗表达式。在此基础上，分析了TCSC抑制次同步谐振的机理。分析表明，TCSC对次同步频率分量呈现正电阻特性，其抑制SSR的机理在于电阻效应和电感效应等的综合作用。仿真结果证实了次频模型分析结果的正确性。     

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。     

超高压输电系统可控串补(TCSC)动态模拟

以东北电网拟建的500 kV伊敏—冯屯交流输电系统所需可控串联补偿电容装置(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。     

采用SVC抑制次同步谐振的机理分析

针对采用静止无功补偿器（SVC）抑制次同步谐振（SSR）的核心问题，即如何提供与扭振模态频率互补的电流分量问题，提出了SVC基波电纳次同步调制的控制机理和数学模型。分析表明:对SVC基波电纳参考值进行次同步频率调制，可控制其输出大小和相位适当的模态互补频率电流，进而在机组中产生对应模态的阻尼扭矩，达到抑制SSR的目的。这一控制机理同时会导致SVC输出超同步和复杂分数次谐波分量。基于详细电力电子电路的非线性电磁仿真和实际SVC设备试验均验证了控制机理和数学模型的有效性和正确性，进一步将所提出的控制机理应用于锦界电厂串补输电系统的SSR问题，数值仿真结果证实了其有效性。     

采用遗传-模拟退火算法优化设计SVC次同步阻尼控制器

针对锦界电厂串补输电工程的多模态次同步谐振（SSR）问题,在基波电纳次同步调制机理基础上,优化设计静止无功补偿器（SVC）次同步阻尼控制器（SSDC）。首先建立适应SSR分析与控制设计、包含SVC的多机系统线性化模型,其次提出了基于独立模态控制思路的控制器结构,然后将控制参数设计问题规范为一个约束型非线性规划问题,进而采用遗传-模拟退火（GASA）算法求解得到控制参数,最后采用特征值分析和时域仿真验证了控制系统的有效性。结果表明:SVC-SSDC能大幅提高机组扭振的模态阻尼,有效抑制SSR,从而保证了机组和电网的安全稳定运行。     

附加励磁阻尼控制抑制多模态SSR的机理及其关键技术

一些新建的大型煤电基地由于采用较高固定串补度的厂对网远距离大容量输电模式，所引发的多模态次同步谐振（SSR）正成为威胁机组安全和电网稳定的现实难题。以上都电厂串补输电工程（二期）为例，阐述多模态SSR的发生机理，分析采用附加励磁阻尼控制（SEDC）抑制多模态SSR的基本原理及其相对于其他措施的特点和优势，并重点探讨SEDC研发中面临的关键技术问题及其解决思路，为中国自主研发和应用SEDC设备解决SSR问题奠定基础。     

基于多目标进化算法的TCSC与SVC控制器协调设计

以可控串补（TCSC）与静止无功补偿器（SVC）两种FACTS装置为研究对象，通过理论分析指出了TCSC与SVC联合运行时不同控制目标间的矛盾，并通过一多机系统时域仿真实例，介绍了TCSC与SVC控制器之间存在的交互影响。仿真表明：单独设计且运行良好的SVC与TCSC控制器，并不能保证两者同时投运工况下控制器的性能。将FACTS功能控制器的协调问题转化为一多目标优化问题，采用多目标进化算法（MOEA）优化控制器参数，得到一组Pareto优化解集，时域仿真验证了协调控制器的控制效果良好。     

基于电容电压同步信号的TCSC阻抗阶跃特性的研究

选择电容电压作为脉冲触发同步信号，对TCSC阻抗阶跃特性的电磁暂态过程进行了深入的研究。发现脉冲触发角阶跃变小(大)时,电容电压的周期时间也突然变小(大)，使得TCSC的导通角不会随着触发角的阶跃变化而发生突变，而是经过一个振荡过程逐渐达到稳态值，进一步揭示了电容电压同步方式下阻抗阶跃特性会出现过冲和振荡现象的原因。最后提出了2种能够改善TCSC阻抗阶跃特性的脉冲触发控制方式，并借助数字仿真予以验证。     

基于奇异值分解方法的FACTS交互影响分析

针对电力系统中多台灵活交流输电装置（FACTS）控制器之间可能存在的交互影响问题，以可控串联补偿器（TCSC）和静止无功补偿器（SVC）2种FACTS控制器为研究对象，提出了一种基于奇异值分解（SVD）的交互影响分析方法，定量分析了新英格兰10机39节点电力系统中同时装设TCSC和SVC时，2台FACTS装置之间可能存在的交互影响问题及电气参数对交互作用的影响。时域仿真结果验证了所提出的方法的有效性，表明电气距离的改变对TCSC与SVC间的交互作用有着较强的影响，增加电气距离，交互影响变弱，缩短电气距离则会加重两者之间的交互影响。     

紧凑型线路参数特性对次同步谐振问题的影响

紧凑型输电线路的电气参数与常规输电线路存在较大差异，因此分析其参数特性对次同步谐振（SSR）问题的影响，探讨应用串联补偿的紧凑型输电线路进行火电厂送出在SSR问题方面的利弊具有实际意义。以中国上都电厂二期送出的实际情况为背景，采用特征值分析法对问题进行分析，考虑了常规输电线路、紧凑型输电线路和高自然功率紧凑型输电线路参数条件下的SSR问题。研究结果表明:紧凑型输电线路可以比常规输电线路提供更宽的不发生SSR的串补度范围，加之其本身相当于常规线路27%补偿度的线路电感参数特性，使其在某些输送能力要求下采用合适的补偿方案可以避免SSR，同时也为采用大比例固定串补与小比例可控串补结合的方案抑制SSR的发生提供了较好的经济前景。     

基于PMU的可控串补技术在抑制区域功率振荡中的应用

互联区域联络线上的功率振荡一般是由于系统阻尼较弱或重负荷等原因造成的。改善系统的阻尼特性可以有效的预防或平息此类振荡。根据同步相量测量单元（PMU）所测得的转速、相角等信息,设计了联络线可控串补装置（TCSC）的控制器,用以加强互联两区域系统的阻尼。文中在一个简单的2区4机电力系统中,研究了采用基于广域测量信号的TCSC控制器。仿真效果说明了基于广域测量系统的区间阻尼控制能有效抑制区间低频振荡和提高互联系统的传输容量,而且可在工程上实现。     

基于改进粒子群算法的附加励磁阻尼控制器设计

汽轮发电机组附加励磁阻尼控制器（SEDC）是为固定串补输电系统次同步谐振（SSR）提供有效阻尼的一种措施。文中采用的SEDC模型,在实现分离模态控制的同时,可使移相补偿和比例放大2个环节相互独立、互不影响。采用并行处理能力强、具有学习机制的粒子群优化（PSO）算法对SEDC参数进行寻优。同时,为防止算法陷入局部最优,引入变异机制以提高全局搜索能力。通过对一个有实际背景的研究算例的特征值分析和时域仿真分析,验证了文中基于改进PSO算法设计的SEDC鲁棒性强,能够为多模态SSR提供有效的阻尼。     

TCSC谐波对输电线路距离保护的影响

分析了TCSC的结构、运行模式及谐波特性，着重研究了TCSC对保护安装处电压的影响，对线路电流序分量相位的影响，以及TCSC谐波对距离保护的影响。认为稳态条件下，距离保护性能不受TCSC的影响;故障条件下，也基本不会降低距离保护的性能。     

计及广域测量系统时滞影响的TCSC控制器设计

在广域电力系统的环境下，基于相量测量单元技术的广域测量系统将引入不可忽略的时滞，这将对基于广域测量系统测量信号的广域控制器带来影响，从而对电力系统的动态特性产生重大的影响。分析了广域测量系统的通信延迟时间对可控串联电容补偿器（TCSC）非线性控制器稳定特性的影响，基于线性矩阵不等式理论设计了TCSC控制器以提高电力系统对时滞的不敏感性，线性和非线性时域仿真结果验证了所设计的TCSC控制器的有效性。     

TCSC系统暂态稳定控制的动态模拟实验研究

基于暂态能量函数（TEF）方法，讨论了可控串联补偿（TCSC）装置对电力系统暂态稳定的作用，设计了相应的稳定控制策略。针对不同的故障类型，应用数值仿真和动态模拟实验进行了验证，结果均证明了该控制策略的有效性。     

TCSC的继电保护数字仿真研究

从研究TCSC的继电保护系统的要求出发，探讨如何建立详细而真实的数字仿真系统。文中首先简要介绍了TCSC的主电路和机电暂态分析的常规控制器，由此引出TCSC的运行对继电保护的影响。在此基础上，重点分析了继电保护对数字仿真的要求，以及TCSC继电保护系统各部分数字模型的技术要点。提出了建立反馈型数字仿真模型的具体方法。最后给出了具体的仿真方案和计算实例。     

SVC和TCSC提高电压稳定性作用的动态分析

采用小扰动分析法和非线性动态方法中的分岔等概念对SVC和TCSC提高电压稳定性的作用进行了全面的分析。研究了由SVC和动态负荷相互作用引起的Hopf分岔现象，并对SVC和TCSC时间常数的选择进行了讨论。分析表明，在简单系统中,TCSC比SVC更能有效地提高系统的电压稳定性；TCSC时间常数的变化比SVC 时间常数的变化对电压稳定功率极限影响小；装设SVC和TCSC后可以显著地增大系统的电压稳定功率极限。在考虑SVC或TCSC动态的情况下，PV曲线鼻尖点并不一定是系统失稳点。     

可控串联补偿装置动态模拟实验研究(下)潮流控制和电磁暂态过程

讨论了可控串联补偿(TCSC)装置对所在电力系统的影响。研究了含有可 控串联 补偿装置的潮流控制算法，动模实验、理论计算及EMTP数值仿真结果都证明，TCSC能够有效 调控线路潮流。通过动态模拟实验和EMTP数值仿真程序对电磁暂态过程进行了研究，结果表 明，含有TCSC装置的系统在短路情况下的电磁暂态过程与常规串联补偿的线路完全不同。     

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。     

可控串联补偿(TCSC)的分析研究(下)TCSC的触发控制方式对电力系统暂态特性的影响

在文献［１］基础上，描述了TCSC触发控制方式，分析比较了各种控制方式下TCSC对系统暂 态行为的影响，提出了TCSC新的等间隔触发控制策略。与固定触发角的分相控制方式相比， 等间隔触发控制能有效地提高系统的动态性能，减少过冲，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，因而没有被揭示。