晶閘管控制串聯(lián)電容器應用于彈性交流輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定度分析
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針對特定操作點設計的控制器，討論控制器的適應性和適用范圍，針對系統(tǒng)在不同發(fā)電機輸出功率、端電壓、功率因數(shù)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，系統(tǒng)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(shù)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(shù)的增加阻尼變得更好。
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/284994.htm
4 時域模擬分析
特征值分析是在指定的操作點，對非線性系統(tǒng)作線性化后，分析其特征值穩(wěn)定度，適合于小信號穩(wěn)定度分析。由于電力系統(tǒng)有很多限制器和飽和現(xiàn)象，如勵磁機、TCSC等，所以需利用非線性微分方程作時域計算機模擬，以驗證TCSC與系統(tǒng)動態(tài)特性是否與特征值分析結果一致。
首先，機組在0.2 s時，突然有0.1 pu的機械轉矩加入，持續(xù)100ms后恢復，未加TCSC前的動態(tài)響應如圖6所示，系統(tǒng)狀態(tài)不穩(wěn)定;加入TCSC與設計的進相-遲相控制器后，系統(tǒng)的動態(tài)響應如圖7所示，并于未加TCSC的動態(tài)響應進行對比，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，突然降低0.1pu的機械轉矩，持續(xù)100 ms后恢復，未加TCSC與加入TCSC與控制器后的系統(tǒng)動態(tài)響應圖。可知不論機組在加速或減速擾動下，TCSC結合控制器均能有效抑制系統(tǒng)的低頻振蕩，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定度。
另一種狀態(tài)下，輸電線路2發(fā)生斷線擾動，輸電線路2在0.2 s時并聯(lián)的雙線中的一條線跳脫，持續(xù)100 ms后恢復，未加TCSC前的動態(tài)響應如圖10所示，系統(tǒng)狀態(tài)不穩(wěn)定;加入TCSC與設計的進相-遲相控制器后，系統(tǒng)的動態(tài)響應如圖11所示，可認為TCSC抑制了機電模式的低頻振蕩效果。
特征值分析與動態(tài)模擬結果表明：TCSC在穩(wěn)態(tài)下，可降低傳輸線阻抗，提高傳輸線的功率輸送量。加入適當?shù)目刂破骱瓦m當?shù)目刂品▌t后，TCSC不僅能提高電能輸送量，還能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定度。從動態(tài)模擬中可看出，雖然TCSC的阻抗變動在動態(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(tǒng)中低頻振蕩的抑制及對電力系統(tǒng)穩(wěn)定度的提高。TCSC結構選擇適當?shù)哪Ｐ?，并將其加入電力系統(tǒng)模型中，由特征值分析與非線性動態(tài)模擬可知：TCSC不僅可以降低輸電線路阻抗，提高輸電線容量，加入適當?shù)目刂破骺捎行б种齐娏ο到y(tǒng)低頻振蕩，提高系統(tǒng)穩(wěn)定度。
根據(jù)本研究獲得的初步結論，后續(xù)的研究應對多機電力系統(tǒng)中，TCSC裝設的位置與效果，以及容量和位置等關系進行研究。除此之外，研究多機電力系統(tǒng)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(tǒng)，為TCSC用于彈性交流輸電系統(tǒng)奠定理論基礎。
附錄：系統(tǒng)參數(shù)
(1) 發(fā)電機和輸電線路
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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本文來源于中國科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2016年第1期第54頁，歡迎您寫論文時引用，并注明出處。
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