TCSC的基本控制和保护数字仿真.pdfVIP

CPfiT’99中圆杭州全雷电力系统技术会议 TCSC的基本控制与保护数字仿真 林集明、郑健超、刘长滟、陈葛松 吴承琦 中国电力科学研究院 中国东北电力集团公司 内容提要 本文结合伊一冯系统介绍可控串补(TCSC)基本控制和保护方法数字仿真的初步结果． 其中包括内层驱动方式和中层阻抗控制方式的比较．在此基础上讨论了在短路故障时，TCSC 过电压保护控制方式对过电压保护水平和金属氧化物限压器(MOV)能耗的影响。 关键诃：可控串补(TCSC)、阻抗控制、内层驱动控制、过电压保护控制 1．前言 内平滑地调节串联补偿装置的电抗值，其主电路如图l所示。它主要由四个元件组成：串 联电容C、旁路电感L、反向并联晶闸管SCR以及保护用的氧化物限压器MOV，此外还 75 Q作为阻抗幺标值的基值。 Q)，L的工频电抗取4．5o。在以下讨论中取26．75 TCSC的主要优点是：①提高电力系统 的稳定性、扩大系统的输送能力；②改善系 L————————!二—————一 统的运行电压和无功平衡条件；③灵活调节 并联线路或环网中的潮流分布；④抑制次同 步振荡；⑤阻尼功率摇摆和低频振荡；⑧限 制短路电流、降低MOV能耗及限制电容器两 端过电压；⑦减少三相不平衡度。 TCSC的上述优点很大程度上是通过控 梨垂羹实现的。TCSC的控制可以概括为三图1“1 丁csc主电路示意图………”… 个层次： ①内层晶闸管的驱动控制；②中层阻(电)抗控制；③外层系统控制。本文所研究的 基本控制系统指内层驱动控制和中层阻抗控制。在有的文章中把它们合并在一齐称为模块 层控黼[4】。 本研究采用电科院新改进的F孙ITP(F姗PE)程序。 ·250· 2．TCSC的内层驱动控翩 内层控制主要根据阻抗控制的要求．选择适当的触发角．完成晶闸管的驱动(触发) 控制)【l】。数字仿真结果表明，内层控制是否合理对TCSC自身的稳定性有很大的影响， 特别是影响到TCSC在容性与感性电抗相互转化过程的稳定性：消除次同步谐振(SSR) 能力：以及过电压保护控制的特性等。比较各种不同内层控制方式后本研究采用信号调制 的内层驱动方式，使用了以线路电流信号为主、电容器电压信号为辅的同步方式。采用上 述方法可以保证在10ms左右时间内完成TCSC感性与容性电抗的相互转化，并具有良好的 稳定性和抑制SSR的能力【21。 3．TCSC的中层阻抗控制 3．1开环与闭环阻抗控制 中层阻抗控制大致可以分成开环阻抗控制和闭环阻抗控制两种。目前国外的TCSC多 站(GE公司制造)没有明确说明采用哪一种阻抗控制，但很可能采用某些特殊措施，其性 能相当于闭环阻抗控制。 75Q)，在o7s内以61o／s的速率均匀 图2中给出伊冯TCSC容抗从1．0p㈦(1p．u=26 地调节到2，6p㈧时开环与闭环阻抗控制结果比较。从图中可以得出：开环阻抗控制容抗动 态平均误差为11％，平均滞后时间约为70ms。而闭环阻抗控制动态平均误差小于5％，平 均滞后时阆约为30mz。 。。!二!；!：!．．．．．．．．．．，．．．．．．．．．．．．．，．．，．．．．．．．，．．．．．．．．，．．．．．．．．．．．．．．．．．，．．．．．．一 甚』薹陉i囊三匠氮二i 。妒—1旷—嘞■i靠——简—飞。 匿2伊冯TCSC容抗均匀调节特性 图3伊冯TCSC容抗阶跃调节特性 1．命令容抗：2-闭环控制客抗，3-开环控制窖抗 1．命令容抗．2-闭