TCSC在电力系统应用中控制策略的仿真研究开题报告

 2022-11-20 11:24:52

1. 研究目的与意义

随着国民经济的发展,我国社会用电需求开始不断增长,在现有的网架结构下,如何提高电力输送能力、输电可靠性和暂态、动态、电压等稳定水平,一直是电网工作急需解决的重要问题。

可控串联补偿(TCSC)是在常规固定串联补偿技术的基础上发展起来的,其为目前FACTS家族成员中应用前景最为广泛的装置之一,并因其结构简单、性价比高,且便于工程上的实现和安装,成为目前可控串联补偿技术最为成熟以及使用最广的实现方案。

TCSC由晶闸管控制的分路电抗器与串联电容器组并联组成,由可控硅控制触发角α,从而对电容器起到部分调制作用,在线路两端电压和相角不变的情况下,让串补电容器装置平滑而快速地调整串接在输电线路的有效容抗值以适应系统的负载变化,因而可以提高系统传输,使控制系统潮流灵活,系统暂态稳定性改善,也可以用于阻尼系统功率振荡和抑制次同步振荡等好处。

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2. 课题关键问题和重难点

TCSC为串联型FASTS的第一代装置,与常规机械控制的串联电容补偿相比,其利用晶闸管控制串接在输电线路中的电容器组,可大范围调节线路阻抗,且可快速进行连续平滑调节,可在故障切除后提高电力输送能力、平息地区性震荡、增加同步功率并提高系统暂态稳定性,最简单的TCSC稳定控制策略采用开环控制器,原理简单且易于实现,但缺乏适当的反馈控制,控制器不能随着系统结构或者运行状态的改变而有所反应,因而对非线性系统不同运行状态的适应能力差,不能保证在运行状态变化较大时还能有较好的控制效果。

与此同时,TCSC控制策略的选择非常关键,变参数PID阻抗控制器是根据TCSC命令的阻抗值进行在线调整,这种虽然增强了控制器对不同命令阻抗的适应能力,且在一定范围内通过向系统提供有效的电压支撑,但这种方法需要大量PID参数调节的经验数据,这是很难得到的,此外,这些基于线性化的控制手段限制了该装置的应用范围,在大的干扰下,这种控制方式难以满足提高系统电压稳定的要求。

3. 国内外研究现状(文献综述)

随着电网的不断发展,高电压、远距离和大规模互联电网将是必然的发展趋势。

可控串联补(TCSC)作为柔性交流输电系统(FACTS)的重要组成部分,是未来输电系统的支撑技术,在电力系统中的作用越来越重要。

TCSC在电力系统中的主要优点有提高输电线路输送能力;增强电力系统稳定性;动态控制系统中选定输电线路的潮流以达到最优潮流并防止功率环流产生;阻尼由本地和区域间振荡模式引起的功率波动;抑制次同步谐振;降低直流电压偏移;降低短路电流[1]。

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4. 研究方案

本论文围绕TCSC在电力系统应用中控制策略的仿真研究的主题,在分析TCSC的结构原理和控制方法的基础上,着重研究TCSC对提高电力系统能力的作用,具体研究内容如下:(1) 阐述电力系统输电能力的概念,分析影响电力系统能力的因素。

并在此基础上对提高输电能力的各种方法进行综述和分析。

(2) 介绍TCSC的结构、工作原理和运行特性。

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5. 工作计划

第1周查阅和研读大量相关中文资料;第2周英文资料的翻译;第3周开题报告;第4周可控串联补偿系统组成和工作原理;第5周数学模型建立;第6周控制策略分析、比较和选择;第7周仿真模型的建立;第8周仿真实验;第9周仿真结果和理论分析比较;第10周存在的问题;第11周提出改进措施,仿真验证;第12周整理材料,撰写论文;第13周修改论文,论文答辩。

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