TCSC抑制次同步谐振的特性研究

论文摘要

次同步谐振SSR（subsynchronous resonance）现象的存在严重威胁到电力系统的稳定性,限制了电力系统的发展。为此,本文以实际TCSC（thyristor controlled series compensation）工程为研究对象,建立了TCSC电力系统仿真模型,对TCSC抑制次同步谐振（SSR）进行了深入研究。本文介绍了TCSC的基本结构、基本原理、分析了TCSC的运行模式和运行特性,详细分析了TCSC基波阻抗与触发角的关系。接着对次同步谐振SSR产生的机理进行了深入的研究,进而,分析了TCSC抑制次同步谐振的机理。为了能够有效分析TCSC抑制次同步谐振（SSR）的效果,本文建立了TCSC电力系统仿真模型,对发电机组、变压器、输电线路、TCSC、触发器的参数都进行了详细设计,其中重点设计了TCSC的参数,通过计算确定了TCSC的电容器值,并结合仿真分别在感性微调模式下和容性微调模式下分析了TCSC电抗器的取值。在此基础上,本文对TCSC抑制次同步谐振（SSR）的效果进行了深入研究。首先,讨论了固定串补FSC（fixed series compensation）抑制次同步频率分别为20HZ和30HZ次同步谐振（SSR）的效果。结果表明,利用FSC抑制SSR的效果并不理想。接着,本文在保持系统总补偿度不变的情况下,将电容器容量分解为TCSC和FSC两个部分,建立了TCSC+FSC抑制SSR特性的仿真模型。对TCSC+FSC抑制不同模式SSR的效果和不同触发角下TCSC+FSC抑制SSR的特性分别进行了深入的研究。研究结果表明,利用TCSC+FSC组合而成的TCSC装置抑制SSR的效果非常显著。本文的研究成果将有助于TCSC装置的研制及其工程应用,能够促进柔性交流输电技术FACTS（flexible AC transmission systems）在中国的进一步研究和发展。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文主要工作及结构安排
• 第二章 TCSC的基本结构和原理
• 2.1 TCSC的基本结构
• 2.2 TCSC的基本原理
• 2.3 TCSC的运行模式
• 2.3.1 晶闸管闭锁模式
• 2.3.2 晶闸管旁通模式
• 2.3.3 晶闸管微调模式
• 2.4 TCSC的特性分析
• 2.4.1 TCSC基波阻抗与触发角特性分析
• 2.4.2 TCSC的能力特性分析
• 2.4.3 TCSC的谐波特性分析
• 2.5 小结
• 第三章 次同步谐振（SSR）及其抑制触发算法
• 3.1 次同步谐振（SSR）的机理
• 3.1.1 含TCSC的电力系统次同步谐振基本原理
• 3.1.2 次同步谐振的主要表现形式
• 3.2 TCSC抑制次同步谐振的分析方法
• 3.2.1 特征值分析法
• 3.2.2 复转矩系数分析法
• 3.2.3 时域仿真分析法
• 3.3 TCSC抑制次同步谐振（SSR）的机理
• 3.4 TCSC抑制SSR的电容电压增量触发算法
• 3.4.1 TCSC电容电压及TCR支路电流与触发角的关系
• 3.4.2 TCSC基波阻抗与电容电压增量的相互关系
• 3.5 小结
• 第四章 TCSC抑制次同步谐振（SSR）的仿真研究
• 4.1 电力系统仿真模型
• 4.1.1 电力系统发电机组模型
• 4.1.2 变压器、输电线路模型
• 4.1.3 TCSC参数的设计
• 4.1.4 TCSC触发角的计算及触发器模块
• 4.2 FSC抑制电力系统次同步谐振（SSR）的仿真研究
• 4.2.1 FSC电力系统的暂态稳定性
• 4.2.2 FSC抑制次同步谐振（SSR）的研究
• 4.3 TCSC抑制电力系统次同步谐振（SSR）的仿真研究
• 4.3.1 TCSC电力系统的暂态稳定性
• 4.3.2 TCSC抑制不同模式次同步谐振的研究
• 4.3.3 不同触发角下TCSC抑制次同步谐振的研究
• 4.4 小结
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果