【TCSC的结构概述1900字】

TCSC结构概述目录TOC\o"1-2"\h\u15734TCSC结构概述 177082.1TCSC结构与基本原理 1319572.1.1TCSC基本结构 1231282.1.2TCSC基本原理 186292.2TCSC运行方式 213142.2.1TCSC运行方式 2252832.2.2TCSC的基频阻抗特性 3217162.3TCSC国内外发展现状 3137452.3.1TCSC研究现状 397532.3.2TCSC在国内外电网中的发展情况 32.1TCSC结构与基本原理2.1.1TCSC基本结构TCSC的基本结构如下图2-1所示：它是由一个固定容值的电容器与一个晶闸管控制的电抗器TCR并联而成的装置，TCR是由两个双向且并联的晶闸管和一个电抗器L串联而成的。图2-1TCSC的单相电路结构在实际应用中,一般采用N个TCSC一起使用,使控制更为灵活方便,并能更有效地抑制电力系统中的功率振荡。2.1.2TCSC基本原理TCSC是一种晶闸管相控型串联补偿控制器，它的工作原理是：通过改变晶闸管的触发角度，改变其等效电感的大小，使由其控制的电感支路中的电流发生改变，进而控制线路电压，因而可以改变整个电路的等效阻抗性质和大小，也就意味着改变了线路的串补度。为了更直观的理解TCSC的结构，我们可以将它看作是一个容值固定的电容器和一个可变电抗器的并联而成的整体，而TCSC在电路中的作用可以看作一个可变电容器，如下图所示：图2-2TCSC等效电路图①如果>0，则整个电路中呈现出可变的容性电抗，电感所在支路的作用是使得TCSC的电抗值大于固定电容器的电抗值。对应TCSC运行方式中的容性微调模式。②如果=0，则整个并联电路会产生谐振，产生一个无限大的容性电抗。③如果<0，则整个电路中呈现出可变的感性电抗，且其电抗值大于可变电抗器的电抗，对应TCSC运行方式中的感性微调模式REF_Ref26764\r\h[6]。2.2TCSC运行方式2.2.1TCSC运行方式TCSC有三种运行方式，它们的区别在于晶闸管是否导通或导通角度的大小。①闭锁模式：这种模式下，晶闸管没有触发脉冲，带有电感的那一条回路不接通，所以在这种模式下，TCSC只是一个固定容值的电容器。②旁路模式：在这种模式下，晶闸管连续导通，TCSC变成了一个电容与一个电感相并联的阻抗，呈感性，一般情况下，系统发生故障时，TCSC会以此模式运行，可以使电流恢复正常REF_Ref27029\r\h[7]。③微调模式，这个模式又分为以下两种，分类依据是阻抗值性质的不同。在容性微调模式中，其晶闸管的导通角度处于临界角度和180⁰之间，改变晶闸管的导通角大小进而可以改变TCSC的容抗值，且触发角越靠近临界角度，其容抗值越大，从而灵活调节线路阻抗达到补偿的目的。这也就是电路正常运行时，TCSC的工作方式。在感性微调模式中，晶闸管触发角处于90⁰和临界角度（临界角度即谐振角）之间，在这种模式下，不利于对电压和电流的调控，因此一般情况下不采用。2.2.2TCSC的基频阻抗特性TCSC调节基频阻抗的方式是通过调节晶闸管的导通角来实现的，其阻抗的表达式为式中：是以t=0时刻后电容器电压值为基准的晶闸管导通角自然谐振频率基频角频率当k=1或kβ=(2N-1)时，为无穷大，这是不允许的。所以k一般取在1~3之间，而当k大于3时，谐振点变为两个。2.3TCSC国内外发展现状2.3.1TCSC研究现状通过前文对TCSC出现背景的叙述以及对FACTS技术和FACTS设备的简介，我们知道，为了提高电网的输电能力，加装FACTS控制器是必不可少的一环，通过以上描述，我们知道FACTS设备有三种类型。而相对于并联型补偿器，串联型FACTS补偿器的补偿能力更显著，提高输电能力增大传输功率的效果也更显著。TCSC作为串联型FACTS设备中的佼佼者，如今已成为国际电力学者们热议的话题。2.3.2TCSC在国内外电网中的发展情况到现在为止，国内外已经有多项电力工程投入使用TCSC技术，这得益于这项技术的经济性和可靠性。表一部分国外TCSC工程时间项目工程串补度（%）额定容量（MVar）作用与功能1991年首个由机械开关控制的TCSC装置在美国电网东南部的卡诺瓦河变电站投人运行10%132用以增强系统输电能力、控制线路潮流以及阻尼功率振荡1992年由西门子公司和美国西部电力联合开发的TCSC装置在美国东北部投入运行13%45提高线路对电能的输送能力1993年美国GE公司BPA电力系统Slan变电站的500kV侧加装了一套多模块TCSC装置29%208用于抑制阻尼功率振荡和次同步谐振由表一可知随着时间的推移，所建成工程的串补度越来越高，而且多模块的TCSC装置与单模块的TCSC相比较，其可以控制的阻抗范围更大、连续调节的能力更强REF_Ref26916\r\h[8]。表2国内的部分TCSC工程时间项目工程串补度（%）额定容量（MVar）作用与功能2003年中国第一套TCSC装置在南方电网天广线上天生桥至平果线路的平果侧建成并投入运行固定串补度35%可控串补度5%350用于提高电力系统对电能的输送能力2007年超高压、大容量、高难度设计的伊冯500KVTCSC装置正式投入运行固定串补度30%可控串补度5%2500大大提高了极限输送能力，另外还节省了其他线路成本2008年中国电科院承担的三堡东三Ⅰ,Ⅱ线500kV进口串补装置控制保护系统自主创新改造获得成功41.4%529提高系统电能传输功率及输电能力由表二可知，国内对于TCSC的使用也紧随其后。不难看出，中国在TCSC技