基于TCSC的混合串补抑制次同步振荡的研究.pdf

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1、第33卷第8期电工电能新技术Vo1．33，No．82014年8月AdvancedTechnologyofElectricalEngineeringandEnergyAug．2014基于TCSC的混合串补抑制次同步振荡的研究陈甜妹，肖湘宁(华北电力大学电气与电子工程学院，北京102206)摘要：研究了一种基于可控串补(TCSC)的混合串补(HTCSC)抑制次同步振荡的新方法。与三相TCSC相比，该方法只在单相上接TCSC，减少了2／3的晶闸管数量，降低了成本及控制难度。采用同步电压反转(SVR)控制方法，并设计出主动阻尼控制器。时

2、域仿真结果表明，采用基于SVR方法的主动阻尼控制器后，HTCSC能有效抑制由线路串补度不合理引起的次同步振荡问题，且短路故障后的电压不平衡度稳态值能满足国家标准的限值要求。关键词：混合串补；次同步振荡；同步电压反转；主动阻尼控制器；电压不平衡度中图分类号：TM72文献标识码：A文章编号：1003—3076(2014)08-0015-06度，是非常具有研究价值和工程应用前景的一种新1引言型串补结构，但国内目前尚无相关的研究。固定串联电容补偿技术是一种非常经济的提高本文阐述了基于TCSC的混合串补(Hybrid线路传输容量和输电网暂

3、态稳定性的方式，但美国ThyristorControlledSeriesCompensation，HTCSC)抑Mohave电厂在20世纪70年代发生的发电机转子制次同步振荡的原理，并设计了基于同步电压反转大轴损坏的严重事故使人们意识到，当线路串补度(SynchronousVoltageReversal，SVR)控制方法的主不合理时，会引起发电机与输电系统之间严重的机动阻尼控制器，通过时域仿真验证了其有效性。电耦合作用，即次同步振荡问题。此后，人们对该问2HTCSC的工作原理题进行了大量的研究，提出了多种抑制方法¨’，已在国内得

4、到工程应用的主要包括附加励磁阻尼控制图1为HTCSC的结构示意图。a、b两相固定器(SupplementaryExcitationDampingController，补偿的电容值相等，C相的补偿由TCSC和固定电容SEDC)、附加次同步阻尼控制器(SupplementaryC共同提供。Sub—synchronousDampingController，SSDC)、静态LaIlll无功补偿器(StaticVarCompensator，SVC)及可控C串补(ThyristorControlledSeriesCapacitor，TCSC

5、)XbllY等。其中，TCSC装置不仅能抑制次同步振荡，还具有提高系统稳定性，优化潮流及抑制功率振荡等作用，国内外学者已对其做了大量的研究。为进一步提高TCSC装置的经济性，文献[9]基于三相不平衡结构抑制次同步振荡的原理，首图1HTCSC结构示意图次提出了基于TCSC的混合串补结构。该结构只在Fig．1StructurediagramofHTCSC单相上接TCSC装置，其他两相均为固定串补，与三相TCSC相比，该结构的晶闸管数量减少了2／3，且工频，0下，有：控制和保护只需设计成单相，降低了成本和控制难收稿日期：2013—10

6、—15作者简介：陈甜妹(1990一)，女，江西籍，硕士研究生，从事次同步振荡及多FACTS协调的研究；肖湘宁(1953一)，男，湖南籍，教授，博导，主要从事电能质量、现代电力电子技术在电力系统中的应用、电动汽车充电对电网影响方面的教学与科研工作。l6电工电能新技术第33卷Z-z：Ak=JoA~p(5)Z=丽1一J粥。(2)1TSo式中，s为拉普拉斯变换因子；Ak与△在时域中式中，60。=2；一jXTcS。为工频下TCSC的等效阻为积分关系。通过控制△，可以很方便地控制抗。工频下应满足：TCSC的阻抗。Z=Zb=Z3．2主动阻尼控

7、制器的设计原理次同步频率(

8、电耦合作用，在一定程度制器设计时，应尽可能使△与△∞同相位。上起到抑制次同步振荡的作用。Aw3基于SVR方法的主动阻尼控制器3．1SVR基本原理A图2为TCSC电容电压u。与电流i的示意图，i为晶闸管支路的电流，为导通角。晶闸管导通区间的起始时刻和终止时刻电容电