可控串联补偿系统基于能量函数的暂态稳定控制策略研究

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1、上_摹芷通史学,gA擎蓖搏士擎位静戈可控串联补偿系统基于能量函数的暂态稳定控制策略研究摘要对于大容量、远距离的交流输电系统，采用串联补偿技术可以缩短线路电气距离、提高系统暂态稳定水平、增加线路输电容量。作为灵活交流输电技术(FACTS--FlexibleACTransmissionSystem)之一，可控串联补偿(TCSC--ThyristorControlledSeriesCompensation)将常规串补技术拓展到一个全新的阶段，可以连续、快速、大范围地改变线路阻抗，从而能够快速灵活地调节潮流、阻尼功率振荡、抑制次同步谐振、并有效地提高系统暂态稳定水平。一厂7’＼TCSC稳定控制策

2、略是可控串联补偿技术实用化的研究热点和难＼点。现有的研究中运用了各种先进的控制理论，正处于逐步发展和完善的阶段，暂态能量函数(TEF—TransientEnergyFunctions)法为其中之一。暂态能量函数法是源于Lyapunov稳定理论的直接法，它用系统的状态变量描述了故障时及故障后不同时刻系统的暂态能量，其值体现了某一时刻系统与事故后稳定状态之间的偏离度，可以作为TCSC稳定控制的指标。本文基于能量函数理论，对TcSC的稳定控制策略上_簪变通天擎电力学麓妒士学位静jt进行了研究。主要成果归纳如下：·对经典模型和详细模型下单机无穷大系统，推导了暂态能量函数导数的表达式。在此基础上进

3、一步推导了详细模型下多机系统的该导数的表达式，并指出所得公式普适于发电机其它模型。●提出了一种新的TCSC稳定控制设计思想，即以能量函数对时间的导数dV／dt最小化原则设计TCSC的稳定控制策略。该方法以暂态能量值作为系统经受大扰动后暂稳控制和阻尼后续振荡的指标，使其尽快归零，能同时实现TCSC的暂态稳定控制和对后续功率振荡的阻尼。·进行了TCSC暂态稳定动态模拟实验，通过实验波形数字记录和数值仿真结果进行对比和分析，进一步验证了TCSC对提高系统暂态稳定的作用，提出工程实用时应注意的问题。实验验证了基于能量函数导数设计的TCSC稳定控制策略，对于各种对称和非对称故障，都能得到满意的结果

4、。●引入支路能量函数方法来寻找网络中最脆弱的输电环节，以确定TCSC在系统中的最佳装设地点。推导了基于支路能量函数法的能量函数导数的表达式，分别由各支路的分量表示。在装设多个FACTS的系统中，各支路的稳定控制可互相解耦，实现分散控制。●又以阳城一淮阴送出工程为例进行了稳定分析。将系统中的常规II上_摹芷通天学电力学蓖博士学往论文串补改为可控串补，研究了采用本文提出的TCSC稳定控制策略对提高系统稳定水平的作用。提出了进一步提高系统稳定水平应、／j考虑的措施。×，●关键词：电力系统，遮蓟输电系统，可控串联补偿，能量函数，暂态稳定，控制策略，动态模拟试验Ⅱti洚变通走学电力学钝犀士垆拉敞T

5、CSCTransientStabilityControlStrategyBasedonEnergyFunctionAbstractForlongdistance，heavyloadedACtransmissionsystem，Seriescapacitorcompensationmayshortenelectricaldistance，improvetransientstabilityand，therefore，increasetransfercapability．AsonetypeofFlexibleACTransmissionSystems(FACTS)，ThyristorContr

6、olledSeriesCompensation(TCSC)pushestraditionalseriescompensationtechnologytoatotallynewlevel．Byusingthyristors研tching，TCSCcanconsecutivelychangelinereactanceinalargerangerapidly,thereby,+flexiblyadjustloadflowathighspeed，damppoweroscillation，mifigatesubsynchronousresonance(SSR)andenhancesystemtra

7、nsientstabilityeffectivelyTCSCstabilitycontrolstrategy,whichhasattractedwideattentionofresearchersbothdomesticandabroad，isthestudyfocusandishardtOresolveforTCSCpracticaluse．Uptonow,therearesomanyadvancedcontroltheories