可控串补的特性分析与应用建模仿真
可控串补
可控串补（TCSC）技术的应用进展1晶闸管控制的串联电容补偿器(TCSC)的基本应用晶闸管控制的串联电容补偿器(TCSC)是柔性交流输电系统(FACTS)家族中重要的成员，可以在很多方面改善电力系统的性能。
作为串联补偿装置的TCSC在电力系统中的作用主要包括：(1)潮流控制：能优化平行输电线路和不同电压等级线路的负载潮流，同时使系统总的损耗最小；(2)阻尼线路功率振荡、增加电压稳定性：能增加系统容量，提高已有线路和新建线路的输电能力，从而用更少的线路输送更多电力，节省资金，对环境保护也有一定好处；(3)消除次同步振荡：次同步振荡是输电线路在一定运行条件下和串联补偿相关的一种谐振现象，消除次同步谐振的危险意味着扩大串联补偿的使用范围。
从技术、经济和环境等方面考虑，在长距离大容量输电线路(如国家之间或国家内部地区之间电网互联)中应用TCSC是十分有益的。
与常规的串联电容补偿相比，TCSC具有以下明显的优点：采用电子式的开关操作，理论上可以进行无数次操作而没有机械磨损；控制速度很快(ms级)；串联补偿程度可断续、连续地调节。
使用TCSC可大大提高系统控制的灵活性和可靠性。
在美国，晶闸管控制的串联电容器项目已在3处投人运行：1991年ABB公司改建的Kanawha River变电站345kV单相串补投切工程，用来提高线路传输能力(950 MW，1 450 MW)，提高暂态稳定极限和阻尼功率振荡；1992年Siemens公司建造的Kayenta变电站220kV新型串联补偿(ASC)工程，同样用来提高线路传输能力(300 MW、400 MW)；1993年GE公司承担的Slatt变电站500kV TCSC试验工程，作用是阻尼功率振荡和次同步谐振。
此后，巴西、瑞典等其它国家也开始实施TCSC工程，以达到提高输电线路容量、阻尼低频振荡和消除次同步谐振等目的。
2巴西500kV南北互联TCSC项目2.1 巴西电网互联计划至1998年底，巴西电力系统主要由2个不相连的独立系统组成：南部系统和北部系统。
串级控制系统仿真实验
某串级系统的方框图如图所示，已知各环节的传递函数如下： 对象特性：，)13)(130(1)(1++=s s s G o ，)110()1(1)(22++=s s s G o 调节器：， )11()(11sT K s G i c c +=，22)(c c K s G = 调节阀： 1)(==v v K s G 变送器： 121==m m G G（1）先用稳定边界法对副调节器进行整定，求出2c K ；然后对主调节器整定，求出主调节器的参数1c K 、i T 。
（2）如果主调也用比例作用，求二类扰动D 2和一类扰动D 1在单位阶跃时主被控量的静差，并进行分析。
（3）若采用简单控制系统，已得调节器的比例增益4.5=c K ，再分别求出二类扰动D 2和一类扰动D 1在单位阶跃时的静差，且与（2）比较分析。
过程控制系统设计仿真实验报告实验名称：串级控制系统仿真实验姓名：学号：班级：一、实验目的1. 掌握串级控制系统的组成和原理2. 掌握串级控制系统两步法PID 参数整定过程。
3. 理解掌握串级控制系统的动态特性和克服扰动能力。
二、实验步骤（1）a:先用稳定边界法对副调节器进行整定，求出2c K =1/P2=12.1①使系统处于串级运行状态，主，副调节器均为比例作用的条件下，先将主调节器的比例度 P1置于100%刻度上，然后有大到小逐渐降低副调节器的比例度P2，直到系统对输入的阶跃 响应出现临界振荡，记下这时的比例放大系数Pm=0.0412;②根据所记录的Pm ，用195页的经验公式计算调节器的整定参数:P2=2Pm=0.0824。
b:然后对主调节器整定，求出主调节器的参数1c K =1/P1=9.9、i T =9.86。
①在副调节器的比例度等于2Pm 的条件下，逐步降低主调节器的比例度P1,直到同样得到临 界振荡，记下这时的比例放大系数Pm=0.0459和临界振荡周期Tm=11.6。
②根据所记录的Pm 和Tm ，用195页的经验公式计算调节器的整定参数： P1=2.2Pm=0.10098,i T =0.85Tm=9.86。
串联电容器仿真与建模.
1 引言随着国内电力系统等行业对串联电容器补偿装置(以下简称串补) 需求量的的逐年增加,研究串联电容器型式试验就显得非常重要、可靠、准确地检测其试验电流更是重中之重,它对确保型式试验成功起关键作用。
本文主要从理论、实践方面分析研究串联电容器型式试验中的阻尼放电问题,提出用罗氏线圈作为检测阻尼放电电流波形的常规传感器,并建立一套仿真模型用于优化串联电容器型式试验和罗氏线圈等电磁参数,确保串补用电容器型式试验可靠成功进行[1]。
利用MATLAB强大的数值仿真和数据处理能力，可对电气工程及其自动化专业的“自动控制原理〞、“电力电子技术〞、“电机及拖动根底〞、“电力系统稳态分析〞和“数字信号处理〞等课程内容进行仿真、研究，然而在这方面的教学应用文献较多．引，并且大都停留在如何对MATLAB／sIMuLINK软件的操作和使用问题，其实对于大多数软件本身操作和使用可参照其详细的帮助说明。
本文重点以两个学生的毕业设计内容和仿真结果为例，从专业教学环节角度探讨该仿真软件在电气工程类教学中的应用，从而培养本科生应用所学专用知识提高工程问题的建模和分析能力。
串补电容器就是在电力系统中串补使用的一种电力电容器。
它在灵活交流输电技术中起着提高系统的功率因数、改善系统的电压调整率、增加系统的传输容量和提高系统的稳定性等重要作用[2]。
2 电容器及其相关知识2.1 电容器的根底知识电容器是在两个金属电极中间夹一层绝缘材料〔介质〕构成，它是一种储存电能的元件，在电路中具有交流耦合、旁路、滤波、信号调谐等作用。
〔1〕电容器的分类①电容器按结构可分为固定电容器、可变电容器、微调电容器.②按介质可分为空气介质电容器、固体介质〔云母、陶瓷、涤纶等〕电容器及电解电容器.③按有无极性可分为有极性电容器和无极性电容器。
〔2〕常用的电容器①圆片形瓷介电容器瓷介电容器的主要特点是介质损耗较低，电容量对温度、频率、电压和时间的稳定性都比拟高，常用在高频电路及对电容器要求比拟高的场所。
串补可控串补讲义(电科院武守远)知识分享
串联补偿技术国内外发展状况
时间 地点或工程 电压等级
用途
意义
1928 美国，纽约
33kV 串补度100%，均衡潮流 电力系统第一次用串补
1950 瑞典，Alftar 230kV 提高输送能力
控制环网中的潮流分布
降低网损
P1
HA
UA A
P GA P LA
P GA= P LA+ P
P =P 1+P 2 P2
UB B
P LB HB P GB P GB= P LB-P
串补/可控串补技术
串补技术原理
串补的实现形式
串联补偿技术国内外发展状况 国内工程介绍 串补在系统中的作用 串补/可控串补的实现：主设备、技术问
-20
-40 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2
串补/可控串补技术
串补技术原理 串补的实现形式
串联补偿技术国内外发展状况
国内工程介绍 串补在系统中的作用 串补/可控串补的实现：主设备、技术问
题
串联补偿技术国内外发展状况
• 串补技术是一种成熟的技术。 • 90年代中期，总安装容量已超过
河池
惠水
红果
兴义
柳州
罗平
岩滩
天二
马窝 鲁布革
百色
天一
平果
来宾
天广可控串补工程
First TCSC project 南宁
广东受电断面
贺州
梧州 肇庆
玉林
北郊 罗洞 西樵
江门
可控串补
串补线路潜供电流和恢复电压的仿真分析
串补线路潜供电流和恢复电压的仿真分析
潘一飞
【期刊名称】《华北电力大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2010(037)004
【摘要】晶闸管控制串联电容补偿器(TCSC)是FACTS家族中的第一代可控串联补偿装置,它对电力系统性能的改善有着明显的优越性,但是加入串补装置后,在改善优化系统性能的同时,也给系统带来一些不利影响,使系统线路的潜供电流和恢复电压增大进而影响线路重合闸的成功率.本文阐述了TCSC的基本结构及工作原理,详细分析了加入串补装置对系统的潜供电流和恢复电压的影响,并对其进行归纳总结,得出结论.最后用MATALB中的Simulink仿真软件搭建含TCSC元件的系统模型进行仿真,对仿真得出的潜供电流和恢复电压波形等进行比较,验证了分析所得出的结论.
【总页数】6页(P29-34)
【作者】潘一飞
【作者单位】四川大学,电气信息学院,四川,成都,610065
【正文语种】中文
【中图分类】TK
【相关文献】
1.基于 PSCAD 的500 kV 同塔双回输电线路潜供电流和恢复电压的仿真分析 [J], 李洁;杨健;张芳;王浩;王国平;岳伟
2.同塔同窗同相序紧凑型输电线路潜供电流与恢复电压研究 [J], 龚有军
3.广东500kV同塔四回线路对潜供电流和恢复电压的影响 [J], 曹华珍;蔡广林;汪晶毅;王晓彤
4.基于ATP的超高压交流线路潜供电流和恢复电压的仿真计算 [J], 张小军;董新胜;庄文兵;伊力扎提;
5.1000kV特高压同塔双回输电线路潜供电流和恢复电压研究 [J], 陈恺;林章岁因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
控制系统中的仿真与建模技术
控制系统中的仿真与建模技术控制系统中的仿真与建模技术在工程领域中扮演着至关重要的角色。
通过仿真与建模技术，工程师们能够在实际制造之前对系统进行全面的测试和优化，最大程度地提高控制系统的性能和可靠性。
本文将探讨控制系统中的仿真与建模技术的应用，并介绍其中的一些常见方法和技巧。
一、仿真技术1.1 离散事件仿真离散事件仿真是一种基于事件触发方式的仿真方法，它模拟了控制系统中离散事件的发生和处理过程。
在离散事件仿真中，系统的状态会在每个事件的发生时发生变化，并且系统的输出也会在事件触发后发生变化。
通过离散事件仿真，工程师们可以快速准确地模拟和评估控制系统在不同事件下的响应性能。
1.2 连续系统仿真相较于离散事件仿真，连续系统仿真更加关注系统的动态响应。
连续系统仿真通过数学模型来描述控制系统中各个部分之间的关系，并利用数值求解方法来模拟系统的动态行为。
通过连续系统仿真，工程师们可以评估控制系统在不同输入条件下的输出行为，并针对仿真结果进行进一步的优化和调整。
二、建模技术2.1 物理建模物理建模是一种基于系统物理特性的建模方法。
在控制系统中，物理建模通常通过建立系统的物理方程或者利用物理实验数据来描述系统的行为。
通过物理建模，工程师们可以准确地描述和分析控制系统中各个组件之间的物理关系，从而为仿真和优化提供准确的参考。
2.2 系统辨识系统辨识是一种通过实际观测数据来建立和优化系统模型的方法。
在控制系统中，工程师们可以通过采集系统的输入和输出数据，并运用系统辨识的方法来构建系统的数学模型。
通过系统辨识，工程师们可以准确地分析和预测控制系统的行为，并为系统的设计和优化提供有力的支持。
三、仿真与建模技术的应用仿真与建模技术在控制系统中有着广泛的应用。
首先，它们可以帮助工程师们在系统实际制造之前对系统进行全面的测试和评估，从而确保系统在实际工作中的性能和可靠性。
其次，仿真与建模技术也可以帮助工程师们优化系统设计，提高系统的稳定性和控制精度。
可控串联补偿装置的仿真研究
学院毕业设计（论文）题目：可控串联补偿装置的仿真研究学生姓名：学号：学部（系）：机械与电气工程学部专业年级：电气工程及其自动化专业指导教师：职称或学位：年 5 月 25 日目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract (1)Key words (2)前言 (3)1.TCSC的基本结构和工作原理 (4)1.1 TCSC的基本结构 (4)1.1.1 TCSC的功能模型 (4)1.1.2 TCSC的器件模型 (4)1.2 TCSC的工作方式和过程 (5)1.3 TCSC数学模型 (8)1.4 TCSC的特性 (9)1.4.1 TCSC装置的V-I特性曲线 (9)1.4.2 TCSC装置的X-I特性曲线 (11)2.TCSC的控制系统研究 (13)2.1系统层控制系统 (13)2.2 中层控制系统 (13)2.2.1开环控制 (14)2.2.2闭环控制 (14)2.2.3 PID控制原理 (15)2.3基于定阻抗控制的TCSC常轨PID控制系统 (16)3.用于TCSC控制系统的CMAC和PID复合控制策略 (17)3.1 CMAC神经网络的基本结构 (17)3.2 CMAC与PID复合控制算法 (20)3.3 仿真实例 (20)4.系统仿真 (22)4.1 TCSC非线性控制系统仿真研究 (22)4.2 基于CMAC和PID复合控制的TCSC控制系统仿真研究 (25)结束语 (28)参考文献 (30)致谢 (31)可控串联补偿装置的仿真研究摘要可控串联补偿(TCSC)通过对晶闸管导通角进行精确快速地控制，以实现对其等值电抗灵活、连续、平滑地调节，因而其为柔性交流输电系统(FACTS)中一种比较成熟和应用较为广泛的技术。
本文综述了TCSC的发展及研究现状，分析总结了TCSC的基本结构、运行原理、工作模式的特点、基频阻抗特性及工作特性。
此外，本文在模糊理论及常规PID阻抗控制的基础上，设计了TCSC模糊PID阻抗控制器。
可控串补(TCSC)的分析与研究
为 了 解 决 电力 系 统 存 在 的 以上 问题 ， 出 了可 控 串 联 提 补 偿 （ ｈ ｒ ｔｒ ｏ ｔｏｌｄ Ｓ ｒｅ Ｃ ｍｐ ｎ ａｉｎ， Ｔ ｙ ｉ ｏ Ｃ ｎ ｒｌ ｅｉｓ ｏ ｅ ｓ ｔ ｓ ｅ ｏ 即 ＴＣ Ｃ）电 容 器 ，可 控 串 联 补 偿 电 容 器 是 灵 活 交 流 输 电 系 Ｓ
制 ，可 使 ＴＣ Ｃ 置 快 速 而 平 滑 地 调 节 串 接 在 输 电 线 路 中 Ｓ 装 的 有 效 容 抗 值 ，从 而 达 到提 高 系 统 传 输 能 力 ，灵 活 控 制 系 统 潮 流 ，改 善 系统 暂 态 稳 定 性 等 目的 。基 于 ＴＣ Ｃ的 多 种 Ｓ
控 制 功 能 及 良 好 的 工 业 效 益 ， 它 成 为最 早 实 现 工 业 应 用 使
可控 串 （ ＣＳ ）的分析 与研究 用背景
一
二 、可控 串￣． Ｃ Ｃ 的结构 （ Ｓ） Ｔ
（ 可控 串补 （ Ｃ Ｃ 的结 构特 点 一） Ｔ Ｓ ）
一
般 来说 ，电力系统 的安 全稳 定运 行 受到 多种 因素
的 影 响 ， 要 包 括 静 态 稳 定 、动 态 稳 定 、暂 态 稳 定 、电 压 主 稳 定 和 热 稳 定 极 限 的 限 制 ， 上 述 影 响 因 素 中 前 四 种 因 素 在 是 限 制 电 网输 送 能 力 的 主 要 因素 。因此 在 实 际 的 电 网运 行 中 ， 过 采 取 一 系 列 措 施 在 增 大 电 网输 送 能 力 的 同时 还 必 通 须 保 持 系 统 的 安 全 稳 定 运 行 。目前 常 用 的 一 些 措 施 主 要 包括 串 联 电容 、 联 电 容 、并 联 电抗 以 及 同 步 调 相 机 等 设 并 备 ，这 些 设 备 在 改 善 系 统 运 行 条 件 、提 高 电力 系统 的 稳 定 性 、增 强 电网 输 电能 力 等 方 面起 到 了 一 定 的 作 用 。但 这 些 设备 都 是 采 用 机 械 式 控 制 方 式 ，在实 际 应 用 中有 很 大 的 局 限性 ： （）控 制 速 度 慢 ， 本 上 只 能 在 静 态 情 况 下 控 制 系 １ 基
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可控串补的特性分析与应用建模仿真可控串补（TCSC）是一种电力系统的可控补偿装置，主要用于调节输电线路的电压和降低输电线路的功率损耗。
在本文中，将对TCSC的特性进行分析，并对其在应用建模仿真中的应用进行讨论。
首先，TCSC的特点如下：
1.可调节电抗：TCSC能够通过调节其串联电抗来对电力系统的电压进行控制。
当系统电压过高时，可以增加串联电抗以降低电压；当系统电压过低时，可以减小串联电抗以提高电压。
2.实时响应：TCSC具有快速响应的特性，能够在微秒级别内对电力系统的电压进行调节，从而有效地控制系统的稳定性和可靠性。
3.可调节补偿容量：TCSC能够根据系统需求来调整补偿容量，以实现电力系统的稳定和无功功率的控制。
4.灵活性和可靠性：TCSC具有灵活性和可靠性，能够适应不同电力系统的需求，并且能够快速地进行故障响应和恢复。
其次，TCSC在应用建模仿真中具有以下几个方面的应用：
1.电力系统稳定性分析：TCSC可以用于电力系统的稳定性分析中，通过调节系统的电压和补偿容量，来改变系统的动态响应，并提高系统的稳定性。
2.电力系统电压控制：TCSC可以用于调节电力系统的电压，使得系统的电压处于稳定的工作范围内，从而提高系统的可靠性和安全性。
3.功率损失控制：TCSC可以通过调整电力系统的电压和功率因数来减小线路的功率损失，从而提高系统的效率和经济性。
4.系统故障响应：TCSC可以在电力系统出现故障时，快速地响应，
并通过调节电压和补偿容量，来进行故障恢复和系统重建。
最后，TCSC在应用建模仿真中的研究可以通过建立电力系统模型，
以及积极的控制策略来实现。
这些模型和控制策略可以通过仿真软件进行
验证和优化，以提高系统的稳定性和可靠性。
通过建模仿真研究，可以更
好地了解TCSC的特性和应用，并为实际的电力系统运行提供有益的指导。
综上所述，对于可控串补（TCSC）的特性分析与应用建模仿真，可以
通过对其可调节电抗、实时响应、可调节补偿容量、灵活性和可靠性等特
点的分析，来深入了解其特性和应用。
在建模仿真中，可以应用TCSC进
行电力系统稳定性分析、电压控制、功率损失控制和系统故障响应等方面
的研究。
通过建立电力系统模型、制定合理的控制策略，并通过仿真软件
进行验证和优化，可以更好地应用TCSC，提高电力系统的稳定性和可靠性。