静止同步串联补偿器的机电暂态特性研究与仿真.doc

《静止同步串联补偿器的机电暂态特性研究与仿真.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、静止同步串联补偿器的机电暂态特性研究与仿真摘要：静止同步串联补偿器（SSSC）是FACTS家族屮新兴的串联补偿元件，对其暂态特性的研究有助于使其更好地与继电保护装置及重合闸的协调配合.在介绍SSSC基木原理的基础上，根据加入$SSC麻单机无穷大系统的动态方程，利用屮的电力系统仿真库搭建了含SSSC的单机无穷大系统，并对其机电暂态特•1生进行了仿真.仿真结果表明系统发生故障后能有效地抑制功率振荡，并且SSSC不同的投入方式所产生的抑制效果不同.在此基础上还总结了区内区外故障时SSSC的投入运行方式

2、，且线路区内故障时SSSC若以旁路运行方式投入则能达到最佳效果.关键词：静止同步串联补偿器：机电暂态特性；功率振荡；投入方式0引言静止同步串联补偿器是串联型的FACTS元件，是基于可关断器件构成的静止型补偿器件。它通过在线路屮串联幅值可调，并与线路电流相角茅为90。的电压来实现对线路纵向电压的控制。SSSC具有其它元件无可比拟的优点：①可不需任何交流电容器或电抗器在线路内产生或吸收无功功率：②在同一电容性和电感性范围内，能产生与线路电流大小无关的可控补偿电压；③对次同步谐振及其它振荡现象具有一定

3、的抑制能力；④接入储能髀后，可对线路进行有功功率和无功功率补偿（增大或减少线路功率，共至可使其反向流动）；⑤接入肓流电源后，可补偿线路电阻（或电抗），与线路串补度无关地维持X/R的高比值；⑥能快速或几乎瞬时地响应控制指令；⑦适应单相重合闸时的非全相运行状态。综上所述，SSSC具有良好的应用前累，不论是我国电网的发展需要还是电力技术研究的要求，对静止同步串联补偿器讲行研究与分析都是很有必要的。目前国内外对SSSC的研究主要集屮在的控制器和器件模型的搭建上。利用仿真建立了SSSC的模型，利用瞬时有功

4、无功功率理论设计了装置的控制冋路，并用无功功率参考值的阶跃变化来评估SSSC的动态特性。提出了阻尼功率振荡的串联FACTS装置（如TCSC、的最优控制规律和安装位置的选择原则。建立了SSSC的三阶动态模型，其注入电压幅値为脉冲宽度角的函数，用一阶惯性环节表示注入电压相角和脉冲宽度角的关系，利用直接反馈线性化方法提高了系统的鲁棒性。与分别利用神经网络控制策略和模糊自整定PI控制方法设计了SSSC潮流控制器，提高了控制器的白适应能力和鲁棒性，加快了潮流调节速度。现有文献尝试利用各种算法和模型来使得S

5、SSC控制器更加精确有效，而在SSSC故障时的运行方式和故障后投入方式方血却缺乏深入研究。本文利用电力系统仿真工具搭建单机无穷大系统，对SSSC的机电暂态特性进行了仿真，并且针对故障过稈采用了多种投入SSSC的方式，比较了不同投入方式所带来的抑制功率振荡的不同效果，总结了区内区外的旁路策略。对SSSC机电暂态特性的研究有助于使其更安全更有效地应用于电网，对其投入方式、投入时间的研究有助于使其更好地与继电保护装置及重合闸的协调配合，具有重要的工程实践意义。1SSSC基木原理SSSC是基于可关断晶闸

6、管构成的静止型补偿器，其核心部分是一个带有一直流储能电容的电压源逆变器（VST）oSSSC原理接线图。它主要由逆变器、直流环节（储能电容器或肓流电源）、控制器和耦合变压器组成。Pfef和Qmk是给定功率，P和Q是实际功率，Vpq是补偿电压，I是线电流。SSSC由变流器产生一幅值和相角可控的三相正弦注入电压（它的相位在0。-360oZ间可调）。注入电压大小不受线路电流或系统阻抗影响，且与线路电抗压降相位相反（容性补偿）或相同（感性补偿），可以起到类似串联电容或串联电感的作用。容性补偿时，注入电压滞

7、后线路电流90。，使线路输送功率能力提高；感性补偿时，注入电压超前线路电流90,减小线路输送功率，无补偿、容性及感性补偿时的向量图。电力系统暂态稳定分析主要由发电机转子摇摆曲线来判断系统的暂态稳定性。SSSC注入电压的灵活控制使其能有效的在系统发生扰动后抑制系统的功率振荡及发电机功角摇摆。它能增强发电机的阻尼，能够减少加速面积并增大减速面积，能在功角冋摆时降低功角曲线，而在功角上摆时再升高功角曲线，从而阻尼功角的上下摆动。而若采取恰当的投入方式则能使其发挥更大的作用。2系统模型加入了SSSC的单

8、机无穷大系统模型。为发电机纵轴同步电抗和暂态电抗，冠为发电机横轴同步电抗；6为发电机功角；和b分别为发电机机端电压相量和无穷大系统电压相量；毛利a分别为输电线路电流的d、q轴分量：Vu和a分别为SSSC注入电压的幅值和相位角以h为参考）:RI和xl分别为SSSC控制器的等效电阻和电抗；&为发电机的电磁功率；Pu为吸收的有功功率；PL为输电线路上传输的有功功率。发电机通过升压变压器经并联的双冋线与一无穷大系统相连，SSSC安装子其屮的一冋线上。3SSSC机电暂态特性的仿真3.1区内故障时的仿真及旁