facts串联补偿

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,串联补偿,1,一、概述,P300,串联补偿的基本思想是在输电线上串联接入设备，以改变线路的静态和动态特性，达到改善电网运行性能的目的。,串联补偿普遍应用的是无功补偿，一般是在线路中串入固定电容或电感。,随着电力电子技术的发展，可控串补技术越来越多地投入实际应用，串联接入线路的电容或电感可根据运行需要调整补偿量。,电力电子技术的发展推动了基于,DC/AC,逆变技术的串联补偿器的研究，串联补偿不仅可以补无功，还可以补有功，而且补偿量是可控的。,串补不改变线路电压等级和拓扑结构，只改变阻抗。,2,一、概述,串联补偿与并联补偿的区别：,P300,1.,并补只需系统提供一个节点，另一端为大地或悬空；串补需要系统提供两个节点。,2.,并补只改变节点导纳阵的对角线元素，或等效为注入系统的电流源。,3.,并补装置的容量相对较小，通过注入或吸收电流来调节系统电压，进而改变潮流分布。系统正常运行时，系统电压基本恒定，输送的有功功率由线路两端的电压矢量及线路阻抗决定，所以，并补的电压调节和潮流控制能力较弱。,串补直接改变线路阻抗或通过插入电压源来改变线路的电压分布，从而调节电流分布，因而其电压调节和潮流控制能力强。,3,一、概述,串联补偿与并联补偿的区别：,P300,4.,并补,只控制接入点电流，电流进入系统后如何分布由系统本身决定，因而并补使接入点附近区域受益，,适合电力部门采用,。,串补可针对特定的用户，实现潮流控制和电压调节，适合于对特定用户和特定输电线路走廊的补偿,。,5.,并补装置要承受全部节点电压，输出电流由所承受电压及并补装置的等效阻抗决定。,串补装置需承受全部线路电流，其输出电压由所承受电流及串补装置的等效阻抗决定。,6.,在同电压等级及相近输送容量的电路上，所安装的并补装置与串补装置，设备容量差异很大。,4,一、概述,串联补偿的作用：,P302,1.,改变系统的阻抗特性；,2.,进行潮流控制，优化潮流分布，减少网损,；,3.,提高系统静态稳定性；,4.,改善系统动态特性,提高输送能力，增加联络线振荡阻尼,）；,5.,提高系统传输能力；,6.,控制节点电压，改善无功平衡条件；,7.,阻尼系统震荡，抑制次同步振荡；,8.,快速可控串补提高系统暂态稳定性,提高电磁功率外送,；,9.,短路瞬间减小短路电流。,5,一、概述,串联补偿的工作原理：,P301,补偿度： 式,9-1,等效电抗： 式,9-2,有功功率： 式,9-3,无功功率： 式,9-4,串联补偿所补有功、无功曲线：图,9-2,6,一、概述,串联补偿与潮流控制：,P302,串联补偿提高系统电压稳定性：,P303,串联补偿提高系统暂态稳定性：,P304,串联补偿提高系统振荡稳定性：,P305,串联补偿抑制系统次同步振荡：,P306,7,可控串联补偿,Thyristior Controlled Series Capacitor,8,一、可控串补概述,可控串联补偿技术是上世纪90年代中期开始研究应用的一种灵活交流输电技术。,可控串补是在常规串联补偿技术基础上发展而来的一种基于电力电子的新型输电技术，技术复杂、覆盖面广。,可控串补集传统电力工业技术与新兴电力电子技术于一体，覆盖电网设计、电力电子、高压电器、通讯测量、变电自动化等研究领域和相关设备元件制造行业。,可控串补依补偿器的具体类型，具有不同的补偿特性。,9,1,.,控制输电线路中的输送功率可以通过调节输电线路的阻抗来实现。具体实现方法之一就是在输电线路上直接安装串联电容器以减少线路阻抗达到提高线路输送能力的目的。,P,=,V,1,V,2,sin,/X,2,.,串联电容器的容量可以是分级定值的形式，也可以是连续可调的形式。,3.,连续可调形式补偿器，为便于调节，保证输电线路始终通畅，串联电容器直接串联在线路里，在其两端并联电抗器与电子开关的串联支路。若需调节投入线路的串联补偿量，通过调节与电容器并联的电抗量来间接实现。,理论上的最佳方案是基于,DC/AC,换流技术的补偿器。,一、可控串补概述,10,一、可控串补概述,4.,串联补偿器分类,P307,a.,固定串补：断路器投切的电容器或电抗器；,b.,静止串补：晶闸管投切或控制的电容器或电抗器。,c.,有源串补：基于,DC/AC,换流技术的补偿器。,b,、,c,皆为,FACTS,控制器。,11,二、可控串补控制器,FACTS,串联补偿器以晶闸管投切串联电容器（,TSSC,：,Thyristor swithed series capacitor,）和晶闸管控制串联电容器（,TCSC,：,Thyristor controlled series capacitor,）应用最广。,有学者基于,TCR,的原理，提出可关断晶闸管控制串联电容器方案（,GCSC,：,GTO controlled series capacitor,）。,TCSC,最有代表性，常简称可控串补。,P316,12,2.1 可控串补的结构图,TCSC,的原理接线图,13,2.2 可控串补的功能,TCSC,由于可通过改变晶闸管的触发导通角来连续地调节串联补偿量，即连续改变串联在线路中的容抗的大小，甚至可变容抗为感抗，因而为控制线路中的潮流提供了一种极好的手段。,大量的研究结果表明，,TCSC,不仅可改善系统的特性，控制输电线路中的潮流，提高线路的输送功率，还可抑制次同步振荡，阻尼功率振荡为系统提供电压支持以提高系统的稳定性,。,TCSC,的功能可概括为六个方面:,14,2.2 可控串补的功能,1、可以连续调节等值串联电容的容抗，进行潮流控制。,2、可提高输电线的输电容量或提高互连电网的传输能量。,3、可缓解系统中某个支路的过负荷问题，可控串补比普通串补更能适应多种系统情况。,4、可以阻尼由于系统阻尼不足或由于系统扰动引起的低频功率振荡,提高动态稳定性。,5、可提高电力系统的暂态稳定性。在系统受到大的扰动时,可迅速调整晶闸管的触发角,改变串联电容的补偿度。,6、可抑制次同步振荡。一种方法是在发生次同步振荡时,迅速调整串联电容至最小值,对于次同步频率,TCSC,呈感抗,这样便会对,SSR,起很强的阻尼作用。另一种方法是采集当地的电流、电压,用矢量合成的方法获得远方发电机的转速相位,经过处理后用作对发电机轴振动的阻尼。,15,当,I,c,I,L,，即,X,c,X,l,时，线路电流与电容电流同相位，电容电压滞后线路电流,90,，并联阻抗呈容性，相量图如图。,电容电流由两部分组成，一是线路电流，一是电抗支路电流。因此电容两端的电压，比只有线路电流流过电容时的电压高。电抗器支路电流越大，电容电压也越高，即并联后的等效容抗变大。,2.2 可控串补的功能,16,当,I,c,X,l,时，线路电流与电抗器电流同相位，电容电压超前线路电流,90,，并联阻抗呈感性，相量图如图。,如果在电抗支路中串联晶闸管开关，对电抗进行相控，当改变晶闸管的触发角时，就可改变支路电抗的电流，即改变并联阻抗的大小与性质。因此只要对晶闸管导通角进行精确控制，就可以对,TCSC,的等值电抗快速、连续、平滑地调节，从而为系统提供可控串联补偿。,2.2 可控串补的功能,17,2.3 可控串补的基频阻抗,由电抗器和电容器组成的并联回路，其等效阻抗取决于两者的关系。,当电容器容抗小于电抗器感抗时，其等值阻抗呈容性，且等效容抗值不低于电容器实际容抗。,当电容器容抗大于电抗器感抗时，其等值阻抗呈感性，且等效电抗值不低于电抗器实际感抗。,当电容器容抗等于电抗器感抗时，系统构成并联谐振回路。,18,2.3 可控串补的基频阻抗,基频阻抗的表达式：,式中： 为工频角频率。,为电容器和电抗器环路的谐振角频率。,可参见,P317,P322,各公式。,19,2.,4,可控串补的控制原理,可控串补的控制原理是根据各种控制目的,(,系统稳定控制、恒功率控制、恒阻抗控制等,),，得出要求串补输出的基波阻抗值，再根据图中所示的曲线得到与该阻抗值对应的触发角。,20,2.,4,可控串补的控制原理,TCSC,晶闸管触发延迟角的控制范围是,90,到,180,，在该范围内，,TCSC,的稳态阻抗特性分为容性运行区和感性运行区。在感性运行区和容性运行区之间的转换过程中，要经过一个谐振点。与谐振点对应的控制触发延迟角,a,cri,的大小由电容和电感的参数决定。,当晶闸管触发延迟角位于区间,(,a,cri,180,内时，,TCSC,呈现容性等效电抗运行特性。触发延迟角为,180,时对应于晶闸管全关断运行模式，对应的等效容抗数值最小，即电容器标称容抗,X,C,，标幺值为,1.0p.u.,。,21,2.,4,可控串补的控制原理,从,180,逐渐减小触发延迟角,(,增大触发越前角,),，,TCSC,等效容抗逐渐增大，对应于容性微调运行模式。,当晶闸管触发延迟角位于区间,90,a,cri,),内时，,TCSC,呈现感性等效电抗运行特性。触发延迟角为,90,时等效感抗数值最小，对应晶闸管旁路运行模式，等效感抗在数值上等于电容电抗和电感电抗并联，一般远小于,1.0p.u.,。,从,90,开始逐渐增大触发延迟角，在达到谐振角,a,cri,之前，,TCSC,等效感抗逐渐增大，对应于感性微调运行模式。,22,2.,5,可控串补的两种工作方案,1、晶闸管开关或关或闭，电抗器或并入或切除，实现两点控制，比较简单，不会发生电容和电感并联工频谐振，即分阶控制方式。,2、连续调节晶闸管的导通角，可连续改变串联电容电抗组的电抗。这种可控串补也称先进串补,（,ASC）,，目前世界各国研究的重点是这种,TCSC,串补。,在接线形式上两种串补并无差别，因此可以选择两种形式中的一种作为运行方式。,研究,（,ASC）,型,可控串补，应用的是静止补偿器,（,SVC）,中的固定电容器,（,FC）,和晶闸管控电抗器,（,TCR）,的熟悉技术特性。,TCSC,与,SVC,的主要差别在电源类型方面，,SVC,是电压源型，,TCSC,是,电流源型。,3,、特性分析见,P322,P325,。,23,2.,6 GCSC,基本原理,P310,由,GTO,构成的双向开关并联在串联补偿电容器两端。,GCSC,补偿量的控制,是通过选择开通关断,GTO,的时刻来实现的,。其原理类同,TCR,。,关断时刻的选取：以线路电流为参照，关断角,的取值范围为,90,180,，则补偿电容器的导通角,C,180,。,开通时刻的选取：补偿电容器充电电压由最大值降为,0,时，导通对应的,GTO,，,GTO,的导通角,4,。,相关公式见,P312,P313,。,考虑线路中可能出现的短路电流的影响，,GCSC,要有相应的电流裕量，并有过电压保护措施。,24,2.,6 GCSC,基本原理,讨论,P314,方案,25,2.,7 TSSC,基本原理,P315,由,SCR,（,THY,）,构成的双向开关并联在串联补偿电容器两端。,TSSC,补偿量的控制,是通过控制导通,SCR,来实现的,。其原理类同,TSC,。,SCR,导通,时刻的选取：,以线路电流为参照，当电流达到,0,值时触发导通相应的晶闸管。,分析讨论图,9,17,波形。,TCSC,的主要问题是有引起次同步振荡的危险。,26,2.,8,可控串补的组成及安装原则,串联电容器补偿是提高长距离输电线路输电能力的有力措施。当采取单点补偿方式时，从提高系统稳定极限考虑，将电容器安装在线路中点是最佳选择。,普通串补有可能引起次同步谐振，应该与可控串补结合运用。,实用中采用多个单元串联的构成模式，并包括相关的保护单元。 参见,P327,。,27,2.,9,可控串补的缺点,1、需要一个容量大的电容器；,2、由于吸收的无功功率是电容器和电感器相互抵消的结果，在吸收或发出较小的无功功率时，电容器与电抗器实际上都吸收了较大的无功功率，都会有很大的电流流过；,3、串联补偿将使短路电流增大，可能引起继电保护误动。,28,三、可控串补的工程应用,详见,P338,P368,最早的串联补偿是,1928,年美国纽约电网,33kV,系统的串联电容补偿器，用于均衡潮流。,20,世纪,50,年代初,苏联在古比雪夫向莫斯科送电的,1000km 400kV,线路，瑞典由北部水电站群向南部负荷中心送电的多回长距离重载,400kV,线路，北美西部系统若干条,500kV,长距离输电线路等都采用了串联电容器补偿装置。,我国,1966,年华东电网,220kV,、,1972,年西北电网,330kV,投运第一套串联电容补偿装置，现退出运行。,著名的几个成功的工程实例是：,29,3.,1,Kanawha river,工程：,最早投入运行的是,ABB,公司与,AEF,公司（美利坚电力公司）合作的一组，称为卡那瓦河工程（,Kanawha river project），,这个最初的实用工程称“可控串补电容”，简称,CSC。,这个工程是实验性的，只装在一相上面，并且只是用晶闸管投切1/6的串联电容，可以说是极初步的探讨，于19911992年完成了现场试验。,30,3.,2,Kayenta,工程,是1992年调试的工程，位于美国亚利桑那州东北部，是第一条按连续调节方式，3相补偿的可控串补线路，但它只用晶闸管调节串联电容的13，其目的是为了取得晶闸管控制阻抗的认识。这个工程进行了几次重要的现场试验，考虑了较多的技术细节。,该装置包括两组工频容抗为,55,欧的串联电容器组。其中第一组为固定串联电容器，第二组分为两部分，一部分是,40,欧的固定串联电容器，另一部分是在,15,欧的电容器两端并联带有晶闸管控制的电抗器支路的可控电容器。,31,3.,3,Slatt,工程,这项工程处于美国西北部，是美国电力研究院的实验性研究项目，于1993年9月投入运行。,这项工程的一些研究内容未作详细披露，一项试验也未公布结果。,这项工程开始是美国电科院征求各电力公司合作，提供可控串补的运行条件，,BPA,公司提出3个可供选择的现场，由电科院决定取舍，最后选定,Slatt,串联电容工程作为可控串补的现实场所。,Slatt,工程的目的是可控串补技术的研究实践。,32,3.,3,Slatt,工程,1993,年，美国邦纳维尔电业管理局所属的,Slatt,变电站，,500kV,系统侧，安装了一套多模块,TCSC,装置。,该装置由,6,个相同的,TCSC,模块组成，每个模块的串联电容器容抗为,1.33,欧，三相电容器总容量为,202MVar,。和单模块,TCSC,装置相比较而言，多模块,TCSC,装置具有阻抗可控范围宽，连续调节性能好的优点。,研究人员在此基础上针对,TCSC,装置的特性及其在阻尼电力系统功率振荡和抑制次同步谐振等应用方面开展了大量的理论和试验研究工作。,33,3.,4,瑞典中部,Forsmark,核电站工程,位于瑞典中部的,Forsmark,核电站通过多回,400kV,的输电线路与北部水电系统相连，这些线路全部采用了固定串联补偿。,其中，一台容量为,1300MW,的发电机组多次发生次同步谐振问题引起继电保护动作，串联电容器被迫旁路运行，严重影响了系统的功率传输。,为解决这一问题，,1997,年对安装在,Stode,变电站的串联补偿装置进行了改造，其补偿容量的,30%,由,TCSC,装置实现，另外,70%,的补偿容量仍然是通过固定串联电容器实现。这是专门为解决,SSR,问题而安装的,TCSC,装置。,34,3.,5,巴西互联电网工程,1997,年巴西在其北南电网互联工程中从,Imperatriz,到,Samambaia,长达,1200km,的,500kV,输电线路上安装了串联补偿装置，包括,6,组容量为,161MVar,的固定串联补偿装置以及,2,组容量为,108MVar,的,TCSC,装置，用于阻尼系统低频振荡和抑制可能发生的,SSR,问题，以提高系统的输电能力。,35,3.,6,我国引进的串补装置,2000,年,11,月，阳城,三堡,500kV,输电系统两套西门子,500MVar,串补度,40,的固定串联补偿装置。,2001,年,6,月，华北电网大房,500kV,输电系统,ABB,串补度,35,的固定串联补偿装置。,2003,年,6,月，华北电网丰万顺,500kV,输电系统,NOKIAN,串补度,35,的固定串联补偿装置。,2003,年,11,月，贵州青岩,广西河池,500kV,双回联络线河池变电站西门子,762MVar,串补度,50,的固定串联补偿装置，迄今容量最大。,36,四、我国的可控串补研发工程,1996年在国家自然科学基金和原电力部的资助下，中国电力科学研究院和清华大学等单位，开始可控串补的基础理论研究。,根据西电东送、南北互供和全国联网的需要，针对我国电网亟待提高电网输送能力和电力系统供电可靠性、缓解输电走廊紧张、提高电网经济效益，结合陇南地区水电开发急需提高电网输电能力等问题，国家电网公司于2003年立项，将甘肃可控串补工程作为可控串补国产化科技示范工程。该工程由中国电力科学研究院和甘肃省电力公司组织研发。,37,四、我国的可控串补研发工程,2000年，国家电力公司委托中国电力科学研究院开展可控串补关键设备的研制。,2003年国家电网公司批准了“甘肃碧口至成县220,kV,系统可控串补工程可行性研究报告”，并被列为国家发改委“十五”重大装备研制项目和国家电网公司重大科研项目。,这是我国第一个国产化可控串补装置工程220千伏成碧可控串补装置工程。,38,四、我国的可控串补研发工程,2004年12月22日，在甘肃省陇南地区成县变电站，我国第一个国产化可控串补工程甘肃碧口至成县220,kV,可控串补工程一次投运成功，经过4天各种系统运行条件的考验，各项技术指标均达到设计要求，并于12月26日正式投入运行。,该工程由国家电网公司组织领导，甘肃省电力公司组织实施，委托甘肃陇南电力局和甘肃送变电公司建设，中国电力科学研究院提供可控串补成套设备，系统设计单位为华北电力设计院。,39,四、我国的可控串补研发工程,220千伏成碧可控串补装置工程是国家电网公司重点科技项目，也是世界上目前投运的8个可控串补工程中容量最大的全可控串补装置。,成碧可控串补装置的投运，实现了可控串补装置的国产化，打破了国外公司在该技术领域的垄断，填补了我国在灵活交流输电系统技术上的空白，标志着我国具有自主知识产权的高压/超高压灵活交流输电技术进入工程实用化阶段。,成碧可控串补工程动态投资6196万元。,与新建一回220,kV,线路相比较，安装可控串补减少投资1亿元，并且能改善系统动态稳定性，抑制低频振荡。,40,四、我国的可控串补研发工程,成碧可控串补工程的顺利投运，使我国一举成为继美国、德国和瑞典之后第四个可以制造可控串补的国家。,中国电力科学研究院成为继,GE、ABB,和西门子公司之后，第四个能够生产可控串补成套装置的企业。,甘肃可控串补工程是世界上第七个可控串补工程，也是世界上全可控串补度最大的工程和第一个常规与可控混合型串补工程。该工程的投产还标志着我国同时实现了可控串补和常规串补的国产化。,41,四、我国的可控串补研发工程,甘肃可控串补工程实施后，可使碧口成县220,kV,输电线路的暂态稳定极限提高 33，可满足碧口地区水电汛期送电的需要。,随着碧口地区水电的开发，汛期可多送电量4.21亿千瓦时，按平均电价每千瓦时0.285分计算，每年可增加售电收入1.2亿元（含税）。,装置在220千伏成碧线的成功应用，有效降低了成碧线的线损，改善了陇南电网的电压质量，使成碧线的输送功率提高近129,mw，,有效缓解了陇南电网供电紧张的局面，经济效益和社会效益十分显著。,42,五、我国首个可控串补工程,亚洲首个,500kV,可控串补工程,天广交流输变电平果站已于,2003,年,11,月投运。天广可控串补系统提高了广西,500kV,交流电网天生桥,平果输电线路的输电容量。天广,TCSC,是首个使用光直接触发晶闸管,(LTT),的串补工程，它不仅可用作控制装置还可用作快速旁路开关装置，并能承受很大的交流故障电流。,装置由西门子制造。,43,静止同步串联补偿器,Static Synchronous Series Compensator,SSSC or S,3,C,44,一、,SSSC,概述,P376,SSSC,是串联接入系统的一个电压源。,电压源一般由电压源型电力电子,DC/AC,逆变器生成。（静止）,逆变器生成的电压源必须与系统电压同频率。（同步）,SSSC,串联接入系统后，既可以与系统进行有功交换，也可与系统进行无功交换,。一般情况下，是对系统进行无功补偿。,SSSC,串联接入系统的电压源通常是通过串联变压器注入系统的。,45,一、,SSSC,概述,SSSC,与,SVG,采用相同的电路结构，多为三相电压源型逆变器，也可以是三个单相桥。由于,SSSC,是工作在输电系统中，线路中的功率容量很大，电力电子器件的工作电压、电流及频率都受到限制，逆变器通常采用多重化、多电平或单相桥的串并联级联形式，但逆变器的输出电压都是串联接入系统。,见,P379,P381,的图,10,6,，,10,7,，,10,8,SSSC,通常是通过向线路注入一个与线路电流相差,90,度的可控电压，以快速控制线路的有效阻抗，从而进行有效的系统控制。,46,二、,SSSC,的工作原理及特性,SSSC,串联注入系统的电压：,SSSC,与系统是进行有功交换还是与系统进行无功交换，主要看,U,与,I,的相位关系,。,一般情况下，,SSSC,是对系统进行无功补偿：,47,SSSC,与,TCSC,不同之处：,TCSC,串入线路中可以等效成可变容抗，而串入的,SSSC,可以等效成电压源，通过控制换流器，可连续改变其输出电压的幅值和相位，从而改变线路两端的电压,(,幅值和相位,),，实现对线路有功、无功潮流的控制和阻尼系统的功率振荡，提高系统暂态稳定极限的目的。,详见,P387,二、,SSSC,的工作原理及特性,48,2.1,SSSC,的原理图,P376,线路,首端,末端,SSSC,的原理图,49,2.2,三相电压源型逆变器,SSSC,P379,50,2.3,三单相电压源型逆变器,SSSC,P380,51,2.4 SSSC,的特点和优点,SSSC,由于采用电力电子控制，最显著的特,点是调节速度快、运行范围广。,对于电力电子设备必产生谐波这个问题，,SSSC,通,过采用大容量,PWM,逆变器、多重化、多电平技,术等措施后，可大大减少补偿电流中谐波的含量,SSSC,中的电抗器和电容元件可以取的容量较小。,SSSC,可在必要时短时内向电网提供一定有功。,SSSC,的优点可简单概括为七点,52,2.4 SSSC,的特点和优点,53,SSSC,实质上是有源可控串补,2.5 SSSC,的特性与模型,P377,54,2.5 SSSC,的特性与模型,P377,55,2.5 SSSC,的特性与模型,P377,56,2.5 SSSC,的特性与模型,P377,57,2.5 SSSC,的特性与模型,P378,；,P388,58,2.6 SSSC,的扩展,直流侧接储能装置，,SSSC,装置同时可以补偿有功功率和无功功率，相当于可控制线路的电抗和电阻。,线路两端电压恒定为,V,，相角差为,，则线路存在电阻时传输功率的公式为：,P388,59,2.6 SSSC,的扩展,线路的电抗电阻比（,X,L,/R),对线路传输能力的影响,P388,60,2.6 SSSC,的扩展,61,2.7 SSSC,对次同步振荡的影响,SSSC,对次同步振荡的影响及控制,次同步振荡简介, SSSC,对次同步振荡的影响, SSSC,应对次同步振荡的策略,62,2.7 SSSC,对次同步振荡的影响,次同步振荡简介 （ SSO）,（,subsynchronous oscillation,）,电力系统存在频率为,f,的振荡，发电机转子轴系（非刚性）存在,f,0,-,f,的固有振荡频率，系统电频率振荡与轴系的振荡互相激励，导致严重的振荡有可能影响发电机转子的寿命，严重时损坏发电机的轴系。当,f,f,0,时称为次同步振荡。,我国曾出现秦岭电厂的发电机转子因次同步振荡而扭断并飞出几公里外的严重事故。,关于次同步振荡的知识可参见倪以信的动态,电力系统的理论和分析。,63,2.7 SSSC,对次同步振荡的影响,输电线串联电容器补偿可能引起次同步振荡，TCSC可以控制内部电容器及电抗的频率特性，因此不会引起次同步振荡，甚至可能消除次同步振荡。, SSSC装置是电压源逆变器，只产生基波电压，对其他频率分量的阻抗理论上为零，不会影响系统其他频率分量的特性，因此不会改变系统其他频率的特性，也不会引起次同步振荡。, 实际中，由于存在变压器漏抗（但很小），因此会影响系统的非基波频率特性。一旦系统出现振荡，SSSC装置直流电压波动，会与系统振荡相互作用。,64,2.8 SSSC,的控制,FACTS,装置一般都采用双环控制，外环控制根据系统控制的目标要求给出内环控制的参考量如,V,REF,或,I,REF,，,X,REF,等等。,SSSC,的内环控制：,只控制相角差,的内环控制,同时控制相角差,，又控制直流侧电容电压（控制脉宽即,）的内环控制,SSSC,的外环控制：, SSSC,的外环控制为多目标控制,65,2.8 SSSC,的控制,P385,图,10,15,66,2.8 SSSC,的控制,P385,图,10,16,67,2.8 SSSC,的控制,SSSC,的外环多目标控制：,电力系统的控制是多目标控制,1.,维持节点电压恒定或基本恒定,2.,阻尼电力系统振荡,3.,改善系统的动态性能指标,4.,提高输电线路的暂态稳定极限,5.,提高输电线路的静态稳定极限,68,2.8 SSSC,的控制,P386,69,静止电压,/,相角调节器,70,一、移相调节变压器,内容,1,、移相调节变压器（,PST,也称,PAR),2,、晶闸管控制的移相调节变压器,（,TCPST,）,3,、晶闸管投切的移相调节变压器,（,TSPST,）,71,一、移相调节变压器,基本原理,电压调节器（纵向调节）,相角调节器（横向调节）,电压相角调节器（斜向调节）,统称,PST=Phase Shifting Transformer,，简称,移相器，也称,PAR=Phase Angle Regulator,，,相角调节器,),72,1.1,机械式电压调节器（纵向调节）,P393,73,1.2,机械式相角调节器（横向调节）,P394,74,1.3,机械式电压相角调节器（斜向调节）,P394,75,二、,晶闸管控制的移相调节变压器,晶闸管控制的移相调节变压器（,TCPST,）,（,Thyristor Controlled Phase Shifting,Transformer,）或（,TCVR,）,TCPST,的基本原理是在输电线每相电压中串入一个与线路相电压垂直的可变电压分量，采用晶闸管控制，连续平滑地调节其幅值，从而调节线路两端电压向量间的角度，以达到控制线路负荷，调节网内功率分配和增进线路稳定极限以及阻尼振荡等目的。,76,二、,晶闸管控制的移相调节变压器,TCPST,的基本功能：,1.,电压调节器（纵向调节）,2.,相角调节器（横向调节）,3.,电压相角调节器（斜向调节,）,77,2.1 TCPST,对系统功角特性的影响,P391,78,2.1 TCPST,对系统功角特性的影响,P392,79,2.2 TCPST,对系统暂态稳定的影响,80,2.2 TCPST,对系统暂态稳定的影响,P392,81,2.3 TCPST,与,SSSC,的不同,1,、移相器调节电压大小与相位，不产生无功或有功，而,SSSC,装置可补偿无功。,2,、移相器这种调压方式通过改变系统无功分配来调节电压，因此如果系统无功功率不足，改变无功分配调节局部电压可能引起电压崩溃，而采用,SSSC,等装置不会出现这种问题。,3,、有载调分接头变压器（,OLTC),可看成移相器。,82,2.4 TCPST,的基本原理,P395,83,2.4 TCPST,的基本原理,连续改变晶闸管的触发角，使,SW1,和,SW2,轮流导通，补偿电压基波分量幅值可在,V1,和,V2,之间连续变化。,详见,P395,。,84,2.5,负载为纯电阻时的TCPST,P393,85,2.5,负载为纯电阻时的TCPST,对于电阻负载，电流与电压同相，电压过零时,SW1,开通，,a,角时,SW2,可以开通，,SW1,电流转移到,SW2,，,SW1,随之电流过零自然关断，,a,可以连续控制，输出基波电压在,V1,与,V2,之间连续变化。,反之，如果电压过零时，,SW2,开通，则在电压为正或负时，,SW1,无法开通。,纯电感与纯电容负载的移相器控制输出波形图见,P398,图,11,13,与,P399,图,11,14,。,86,2.5,负载为纯电阻时的TCPST,P396,87,2.6 TCPST,的控制,P401,88,2.7 TCPST,的优缺点,优点：输出补偿电压可以连续控制，控制响应速度快，在,10,20,毫秒以内。,缺点：产生较大的电压谐波，对系统造成污染；控制较复杂。,注意：负荷为混合负载，因此补偿电压与电流成一定的角度，应该注意可控硅的触发换向顺序，,TCPST,才能正常控制。,89,三、,晶闸管投切的移相调节变压器,（TSPST）,或,（,TSVAR,）,内容,TSPST,基本原理；,多电压等级的,TSPST,TSPST,的优缺点,90,3.1,TSPST的基本原理,P401,91,3.2,多电压等级的,TSPST,P402,92,3.2,多电压等级的,TSPST,P402,93,3.3,纵向多级,TSPST,配置,P403,94,3.4,横向多级,TSPST,配置,P404,95,3.5 TSPST,的优缺点,优点：,1,、分级投切，速度快（,10,20,毫秒级）；,2,、工作时不会产生谐波；,3,、控制简单，只控制投切，无需控制导通角；,缺点：,1,、补偿非连续调节，易造成冲击；,2,、级差小时，晶闸管数目及成本大大增加；,3,、变压器的抽头多，增加了制造成本。,P403,96,3.6,TCPST,与TSPST,TCPST,和,TSPST,响应速度快，特别是,TSPST,控制简单；装置与基于变流器的装置相比成本低，可靠性高，应用前景广阔；,TCPST,和,TSPSP,只改变系统潮流分布，本身不产生无功或有功功率，在系统无功功率缺乏时，因其控制使局部电压满足要求，但导致全系统无功功率分配严重不合理，引起电压稳定问题，甚至可能导致电压崩溃。,P403,97,The theme is over,结束,98,