晶閘管控制串聯(lián)電容器應用于彈性交流輸電系統的穩定度分析
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針對特定操作點(diǎn)設計的控制器，討論控制器的適應性和適用范圍，針對系統在不同發(fā)電機輸出功率、端電壓、功率因數的低頻振蕩模式與發(fā)電機特征值分別列于表2-表4。由表2可以看出，低頻振蕩模式因發(fā)電機負載增加而造成阻尼降低。另外由表3可以看出端電壓越高時(shí)，系統的阻尼越好。由表4可以看出未加入TCSC前，發(fā)電機低頻振蕩模式隨功率因數的增加而阻尼變差;加入TCSC后，發(fā)電機特征值特性未變，低頻振蕩模式則隨功率因數的增加阻尼變得更好。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/284994.htm
4 時(shí)域模擬分析
特征值分析是在指定的操作點(diǎn)，對非線(xiàn)性系統作線(xiàn)性化后，分析其特征值穩定度，適合于小信號穩定度分析。由于電力系統有很多限制器和飽和現象，如勵磁機、TCSC等，所以需利用非線(xiàn)性微分方程作時(shí)域計算機模擬，以驗證TCSC與系統動(dòng)態(tài)特性是否與特征值分析結果一致。
首先，機組在0.2 s時(shí)，突然有0.1 pu的機械轉矩加入，持續100ms后恢復，未加TCSC前的動(dòng)態(tài)響應如圖6所示，系統狀態(tài)不穩定;加入TCSC與設計的進(jìn)相-遲相控制器后，系統的動(dòng)態(tài)響應如圖7所示，并于未加TCSC的動(dòng)態(tài)響應進(jìn)行對比，可以看出TCSC能夠抑制機電模式低頻振蕩的效果。相反圖8、圖9為機組在0.2s時(shí)，突然降低0.1pu的機械轉矩，持續100 ms后恢復，未加TCSC與加入TCSC與控制器后的系統動(dòng)態(tài)響應圖?？芍徽摍C組在加速或減速擾動(dòng)下，TCSC結合控制器均能有效抑制系統的低頻振蕩，提高系統的穩定度。
另一種狀態(tài)下，輸電線(xiàn)路2發(fā)生斷線(xiàn)擾動(dòng)，輸電線(xiàn)路2在0.2 s時(shí)并聯(lián)的雙線(xiàn)中的一條線(xiàn)跳脫，持續100 ms后恢復，未加TCSC前的動(dòng)態(tài)響應如圖10所示，系統狀態(tài)不穩定;加入TCSC與設計的進(jìn)相-遲相控制器后，系統的動(dòng)態(tài)響應如圖11所示，可認為T(mén)CSC抑制了機電模式的低頻振蕩效果。
特征值分析與動(dòng)態(tài)模擬結果表明：TCSC在穩態(tài)下，可降低傳輸線(xiàn)阻抗，提高傳輸線(xiàn)的功率輸送量。加入適當的控制器和適當的控制法則后，TCSC不僅能提高電能輸送量，還能提高系統的穩定度。從動(dòng)態(tài)模擬中可看出，雖然TCSC的阻抗變動(dòng)在動(dòng)態(tài)下存在上下限值，但仍可有效抑制低頻振蕩。
5 結論
本文研究TCSC對電力系統中低頻振蕩的抑制及對電力系統穩定度的提高。TCSC結構選擇適當的模型，并將其加入電力系統模型中，由特征值分析與非線(xiàn)性動(dòng)態(tài)模擬可知：TCSC不僅可以降低輸電線(xiàn)路阻抗，提高輸電線(xiàn)容量，加入適當的控制器可有效抑制電力系統低頻振蕩，提高系統穩定度。
根據本研究獲得的初步結論，后續的研究應對多機電力系統中，TCSC裝設的位置與效果，以及容量和位置等關(guān)系進(jìn)行研究。除此之外，研究多機電力系統中，TCSC的控制法則，包括選擇反饋信號與控制器形態(tài)，將TCSC研究成果應用于電力系統，為T(mén)CSC用于彈性交流輸電系統奠定理論基礎。
附錄：系統參數
(1) 發(fā)電機和輸電線(xiàn)路
MG=6.44 DG=1.5 RA=0.0
Xd=1.93 Xq=1.74 X’d=0.47
X’q=0.47 T’d0=6.66 T’q0=0.44
Re=0.0 XL1=0.8 XL2=0.8
勵磁機和調壓器
KA=400 TA=0.02 KEX=1.0
TEX=1.0 KF=0.06 TF=1.0
AEX=0.098 BEX=0.553
VRmax=7.3pu VRmin=-7.3pu
(2) 晶閘管控制串聯(lián)電容器
Xr=-0.1pu TT=0.015s
XTmax=0.0pu XTmin=-0.2pu
(3) 初始操作狀態(tài)
PG=0.9pu PF=0.9 Xf=-0.1
參考文獻：
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本文來(lái)源于中國科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2016年第1期第54頁(yè)，歡迎您寫(xiě)論文時(shí)引用，并注明出處。
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