委托交易 - 会员收费标准 - 广告收费标准 - 汇款方式 - 联系我们 - 免责申明 - 行业黑名单 - 型号导航 设为首页 | 加入收藏夹 | 中文版 | 英文版
 
 
打造国内最大的IC交易平台
技术资料 行业资讯 PDF资料 IC价格 IC替换 缩略语 IC供应 IC采购
当前位置： 首页 > 技术资料 > 网文精粹 > 基于ARENE软件的TCSC特殊触发控制方式的研究
基于ARENE软件的TCSC特殊触发控制方式的研究
类别：网文精粹  
 
基于ARENE软件的TCSC特殊触发控制方式的研究 摘　要: 可控串补(TCSC)相对于固定串补的优势在于它可以快速灵活地调整线路阻抗以响应系统运行变化且不会引起次同步谐振(SSR)，而能否准确地触发TCSC则是实现其阻抗控制的关键所在。研究表明，对TCSC采用常规的相控触发方式无法实现正常的旁路及闭锁工作模式，因此有必要对TCSC的触发方式进行研究。在研究前人成果的基础上提出一种适合于软件仿真的实现 TCSC旁路及闭锁的特殊触发控制方式。仿真结果表明，该触发方式不依赖于同步信号，可靠稳定，能够准确实现旁路及闭锁工作模式。这对系统的暂态稳定控制至关重要。

　　1前言

　　可控串联补偿装置（thyristor controlled series compensation,TCSC）是一种重要的灵活交流输电系统（flexible AC transmission system,FACTS)，可以起到调节潮流、抑制振荡、减小短路电流、提高系统稳定性等作用。

　　精确地触发TCSC是保证其正常工作的重要环节。研究表明，采用常规的相控触发方式难以实现可控串补正常的旁路及闭锁工作模式。为此，本文在研究前人成果的基础上提出一种适合于软件仿真实现TCSC旁路及闭锁的特殊触发控制方式。该触发方式能够准确实现旁路及闭锁工作模式。 2TCSC的工作模式

　　图1是TCSC的电路原理图，它通过控制晶闸管SCR的触发角α，可以改变流过旁路电感L的电流，从而改变TCSC的等效基波阻抗，达到控制调节系统其它电气量如电流、电压、有功、无功的目的。

　　TCSC的工作模式可以分为以下三种［1］：

　　1)晶闸管闭锁模式。触发角α=180°，此时相当于只有电容器串接在系统中，运行特性与常规串补相同。

　　2)旁路模式。TCSC的晶闸管处于全导通状态，触发角α=90°。模块的有效阻抗为一小感抗，可在系统故障期间抑制短路电流，减轻MOV能量吸收的负担。

　　3)容性调节模式。此时，触发角αCmin≤α≤180°(αCmin为容性区最小容性触发角)。随着触发角的减小，电感电流增大，容抗增加，串补度增大。TCSC通常运行于该模式。

3ARENE软件简介

　　ARENE是由法国电力公司(EDF)开发的电力系统全数字实时仿真软件，可进行电力系统的潮流计算、短路计算及稳定性校验等。它是由EDF发展而来的电网数字暂态分析器。其功能强大，元件库器件丰富。与其它电力系统分析软件，如PSASP、EMPT等比较，它的特殊功能是网络化仿真，可与硬件配合使用，对电气设备实现在线实时监测等。

　　ARENE系统的硬件平台是HP公司生产的基于多处理器的HPCONVEX并行处理计算机。其硬件全部采用市场上能买到的标准组件。ARENE的软件核心是EMTP程序［4］，因此其仿真结论的正确性与EMTP相同。

　　本文使用ARENE软件对图2所示的多机TCSC系统进行仿真研究。该系统的串联补偿由 固定串补与可控串补两部分组成。其中可控部分的参数为L=9.72mH，C=175μF，线电流峰值Im=2 630A。

4常规触发方式用于旁路及闭锁工作模式的分析

　　图3给出了以电容电压为同步信号的触发控制回路。这种触发方式称为常规触发方式，与普通整流电路的相控触发方式相同。在这种常规触发方式下，触发回路直接发出对应导通角的触发脉冲以控制晶闸管的导通，从而达到改变TCSC等效基波阻抗的目的。

　　使用这种常规触发方式，可以较好地实现阻抗在容性区的阶跃变化,即容性调节模式(触发角为180°的情况除外)，如图4所示。

　　但是在这种常规触发方式下,当TCSC由容性状态跃变到旁路以及由旁路跃变到闭锁 工作模式时，控制效果很差，致使TCSC不能正常工作，如图5(a)、(b)所示。电容电压和电感电流很大，并且旁路状态下的电感电流并不连续，而阻断状态下仍有很小的电感电流。通过仿真还可以得知，即使采取线路电流［2］或电容电压工频分量等做同步信号［2］也无济于事。

　　产生这一现象的原因是［3］：当可控硅的触发角分别为90°和180°时，理论上TCSC工作于旁路和闭锁状态。但这一结论仅在系统稳态运行时成立。当系统发生大的扰动或TCSC处于暂态过程中时，由于信号的相位之间发生剧烈变动且相互影响，所以造成晶闸管工作于不正确的开通状态，进而失控。

　　由此可见，“常规触发方式无法实现TCSC的旁路和闭锁工作模式”这一结论是由TCSC自身特性所决定的，与使用何种实验手段（仿真软件或动模试验）无关。文献［3］利用动模试验也得到了同样的结论。

5TCSC的特殊触发方式及仿真结果分析

　　为了使TCSC在旁路和闭锁状态正确触发，本文设计了特殊的触发回路，其基本结构如图6所示。当TCSC进入旁路模式时，其触发过程是通过 对晶闸管门极发出持续的高频脉冲序列迫使TCSC快速稳定地进入旁路状态，即只要晶闸管承受正向电压便可导通。当TCSC进入到闭锁模式时，就停止给晶闸管的门极发脉冲，迫使其在电流的过零瞬间自然关断 。这种特殊触发方式不依赖于同步信号且可靠稳定。

　　由于这一特殊触发方式的设计思想来源于控制TCSC旁路及闭锁模式下的晶闸管导通与关断状态，而与所使用的仿真软件无关，所以该触发回路适用于所有的相关仿真软件。至于实现这种特殊触发方式的硬件电路，可以参考文［3］。

　　依据图6的特殊触发方式，当TCSC由容性状态跃变到旁路模式以及由旁路模式跃变到闭锁模式的仿真结果如图7所示。从图7可以看出，当采用了特殊触发方式后，准确地实现了容性模式到旁路模式以及旁路模式到闭锁模式的跃变，过渡过程迅速、平滑、稳定。克服了常规触发方式产生的振荡失稳现象，控制效果良好。有利于系统的暂态稳定。

　　大量的仿真结果还表明，在利用特殊触发方式实现TCSC的旁路工作模式时，高频脉冲的频率对暂态过程的影响很大，过高或过低的脉冲频率都会使旁路效果不理想，而脉冲宽度对旁路的影响则不大。

　　文献［3］给出了用硬件电路实现的特殊触发方式的动模试验结果，效果与图7的结果吻合。从而可以证明本文所提的特殊触发方式的正确性。

6TCSC的触发策略

　　由于常规触发模式和本文所提出的特殊触发方式分别实现了TCSC的三种工作模式，因此本文提出如下的触发策略：

　　1)当触发角处于容性调节模式时，仍采用常规触发策略。此时同步信号可以采用电容电压或电容电压的基波分量［2］。

　　2)当触发角处于旁路和闭锁模式时，采用不依赖同步信号的特殊触发方式。从而可以实现理想的旁路和闭锁模式，使过渡过程迅速平滑。

7结论

　　1)良好的触发控制是实现TCSC实际应用的重要环节。针对常规触发无法准确实现旁路及闭锁工作模式的情况，本文在分析了其无法实现的原因后提出一种适合于软件仿真的TCSC特殊触发控制方式，为进一步研究TCSC的控制策略奠定基础。仿真结果表明，所提出的特殊触发方式克服了常规触发方式产生的振荡失稳现象，过渡过程迅速、平滑、稳定，控制效果良好。

　　2)在提出TCSC的特殊触发方式之后，给出了TCSC的触发策略，即容性调节模式使用常规触发方式，旁路和闭锁模式使用特殊的触发方式。

　　3)旁路与闭锁工作模式的电气特性决定了采用常规触发方式是失效的，必须采用特殊触发方式。这与采用何种仿真软件无关，即不论采用哪种仿真软件实现旁路与闭锁工作模式都需要使用特殊的触发方式。本文使用的ARENE仿真软件是国际上三大全数字实时仿真设备之一，软件内核是EMTP，所以其仿真的正确性是可信的。

　　4)由于本文所提出的特殊触发方式可以快速实现旁路与闭锁的工作模式，所以对于系统的暂态稳定是十分有利的。

 
 
客服热线
0755-26000950 0755-26007355
相关技术资料