计及电抗器支路电阻的TCSC动态相量法模型

为研究含TCSC的电力系统的稳定性和动态特性及设计TCSC的实用化控制策略,提出了计及电抗器支路电阻影响并结合动态相量法的TCSC建模方法。动态相量模型是随时间缓慢变化的非线性、大信号模型,适合暂态过程快速而又精确地仿真,但传统动态相量法存在状态空间方程阶数随着计及频率成分增加而迅速增长的问题。故在分析模型的状态变量特性,忽略快速变量的动态变化过程后,由动态相量与傅立叶系数间的关系建立了计及电抗器支路电阻影响的TCSC动态相量法模型。仿真算例验证了所提出模型的精确性和有效性。     

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。     

考虑电抗器支路电阻影响的TCSC触发特性研究

基波阻抗和触发角的关系是可控串补(TCSC)触发控制的关键所在.文章对考虑电抗器支路电阻影响时的TCSC触发特性进行了深入研究,给出了线路电流同步时的触发角和基波阻抗的关系曲线,并运用数字仿真手段验证了该曲线的合理性.文章还根据动模实验的实测数据推导出电抗器支路的实际品质因数,基于该品质因数的仿真结果和动模实验结果比较相符.最后根据前述关系曲线进行了触发仿真,开环调节的结果比较令人满意,进一步证实了该曲线的正确性.     

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学仿真系统。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案。最后给出了具体的仿真方案和计算实例。     

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。     

多并联支路型可控电抗器短路电抗对支路电抗和电流的影响

短路电抗对支路电抗和电流的影响是造成多并联支路型可控电抗器(Controllable Reactor of Multi-parallel Branch Type,CRMB)支路电抗和电流额定值的选取困难、以及设备利用率下降的重要原因。根据CRMB各支路晶闸管依次导通和关断的工作特点,采用递推算法求得了CRMB支路电抗和电流的计算公式。对这些计算公式的函数分析和算例分析后指出,支路电抗随着短路电抗的增大而减小;支路电流额定值随着短路阻抗的增大而增大,而其支路电流额定值利用率最小值随着短路电抗的增大而减小;为了提高CRMB设备利用率,CRMB短路电抗应小于一个由电流额定值利用率的最小值、CRMB支路容量递增系数和支路数决定的最大值,由此可以选取短路电抗、支路电抗和电流的设计额定值。研究结论可为CRMB的工程设计和变压器式可控电抗器的研究提供理论参考。     

包含电抗器支路电阻的可控串补(TCSC)特性分析

针对电力系统动态模拟实验用的可控串联补偿 (TCSC)实验样机在实验过程中发现的电抗器支路电流波形与传统分析方法所得到的波形不一致的问题进行研究 ,发现波形的不一致是由于电抗器支路所具有的电阻所引起的。论文采用拓扑建模法 ,建立了包含电抗器支路电阻的TCSC数学模型 ,并推导出TCSC中电容支路两端的电压和电感支路中电流的时域计算公式。论文并结合数字仿真波形和动模样机实验结果 ,研究了电抗器支路电阻对TCSC稳态工作特性的影响     

包含电抗器支路电阻的可控串补(TCSC)特性分析

针对电力系统动态模拟实验用的可控串联补偿(TCSC)实验样机在实验过程中发现的电抗器支路电流波形与传统分析方法所得到的波形不一致的问题进行研究,发现波形的不一致是由于电抗器支路所具有的电阻所引起的.论文采用拓扑建模法,建立了包含电抗器支路电阻的TCSC数学模型,并推导出TCSC中电容支路两端的电压和电感支路中电流的时域计算公式.论文并结合数字仿真波形和动模样机实验结果,研究了电抗器支路电阻对TCSC稳态工作特性的影响.     

面向工程实际的TCSC底层阻抗控制仿真

TCSC的底层阻抗控制是整个装置实现与否的关键。本文从工程实际出发，充分考虑各个环节的实际情况．建立了符合实际的TCSC底层控制模型．并对其中的一些关键性技术问题进行了很好的解决。基于本模型的仿真对于实际工程具有较强的指导意义。本文还提出一套阻抗控制方法和晶闸管全触发方法．仿真结果证明．提出的控制方法切实可行．具有较好的工程意义.     

用于TCSC阻抗控制的积分投切式PID控制方法

可控串补(TCSC)的阻抗控制是整个串补装置成功与否的关键。文中分析了常规比例积分微分(PID)控制在命令阻抗从不同阻抗阶跃到同一阻抗时鲁棒性不好的原因，得出了常规PID控制的效果主要与接到阻抗阶跃命令后命令阻抗和测量阻抗所包围的第一块面积有关的结论，并据此提出了一种实用的积分投切式PID阻抗控制方法。该方法在接到阻抗阶跃命令后切除积分环节，而在测量阻抗第一次超越命令阻抗时才投入积分环节。与常规PID控制的仿真结果比较表明，该方法在响应各种阻抗阶跃命令时具有较强的鲁棒性、良好的动态和静态性能，能满足工程要求。     

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。     

可控串联电容补偿非线性PID控制器

论述了一种晨线性控制理论为可控串补装置设计的新型控制器。这种控制器不依赖于被控系统的模型,采用当地信号实现控制,结构简单。仿真结果表明：这种控制器不但能快速调节容抗,增加系统阻尼,改善系统稳定性,并且有较强的适应性,鲁棒性。     

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。     

平果可控串补本体保护介绍

介绍了平果可控串补中电容器、金属氧化物可变电阻器(MOV)、晶闸管阀、火花放电间隙、平台、旁路断路器、冷却系统等设备的保护原理,阐述了各保护的功能及其作用,并对平果可控串补保护系统在调试及试运行期间发现的问题和相应的改进措施进行了说明.     

用于TCSC阻抗控制的免疫反馈PID控制方法

分析了常规PID控制应用于可控串补(TCSC)的阻抗控制时在TCSC的命令阻抗从不同阻抗阶跃到同一阻抗的情况下其鲁棒性差的原因,借鉴生物免疫系统的免疫响应调节机理,提出了一种用于TCSC阻抗控制的免疫反馈PID控制方法,该方法不改变传统PID控制器的结构,其中的免疫反馈响应速度可通过调整控制系统自身的参数进行调节,因而具有较强的实用性.免疫反馈PID控制与常规PID控制的仿真比较结果证明,文中提出的控制方法在响应各种阻抗阶跃命令时具有较小的超调量和较快的响应速度,并能快速消除偏差,具有良好的动态和静态性能,能满足实际工程的要求.     

多机系统中可控串补(TCSC)抑制功率振荡的研究

以实际多机系统为对象，深入研究了可控串补抑制功率振荡的规律。在互联系统中，可控串补应该按照区间主振荡模式控制，当等效惯性中心间转速差为正时容抗值为最大值，转速差为负时容抗值为最小值，这样可以在最小时间内阻尼功率振荡。在长距离输电系统中，抑制功率振荡应该按照主振荡模式控制。     

用TCSC装置抑制电力系统低频振荡的研究

可控串联补偿(TCSC)对于阻尼电力系统低频振荡具有重要意义。文章重点从工程应用方面分析了TCSC装置阻尼低频振荡的系统结构与工作原理,确定了阻尼控制输入量的选取原则,并在有无功率振荡阻尼的情况下进行了动模实验,从而验证了TCSC阻尼低频振荡的效果。