静止无功补偿器对电力系统性能改善的综述

随着电力电子技术、微处理技术和控制技术的发展,柔性交流输电系统FACTS(Flexible AC Transmission System)的出现,为电力系统急待解决问题提供了新的手段或策略.静止无功补偿器(SVC)作为FACTS家族的成员之一,对电力系统性能的改善也已取得了可喜的成绩.因此,从静止无功补偿器提高稳态输送容量、提高暂态稳定性、增强系统阻尼抑制低频振荡、缓解次同步谐振、预防电压不稳定或控制电压的波动、改善直流输电系统的性能等六个方面进行综述.     

基于动态补偿器的电力系统电压稳定和暂态稳定分析

随着我国电网向大机组、大电网、高电压和远距离输电发展,电力系统的稳定问题变得日益突出。为改善系统电压稳定和故障后系统的暂态稳定性,将两种动态补偿装置--静止无功补偿器(SVC)和静止同步补偿器(STATCOM)应用于电力系统中,以实时动态方式向系统提供无功补偿。利用MATLAB/SIMULINK平台建立了补偿系统仿真模型,验证了SVC、STATCOM对维持电力系统稳定性的作用,并对两者进行了比较,指出STATCOM具有更广阔的应用前景。     

静止无功补偿器和移相器的最优配置及其对发输电系统可靠性的影响

作为重要的FACTS设备,静止无功补偿器能够提供无功支持和维持系统电压稳定,移相器则能改变潮流的自然分布和消除输电阻塞,因此它们对电力系统的可靠性有重大影响,实现其最优配置具有重要意义.大多数文献对于FACTS设备的最优配置都是基于确定性的方法;文章从可靠性的观点出发,通过对原始系统的可靠性评估并充分利用最优负荷削减模型中拉格朗日乘子的物理意义,提出了两个新的指标,即线路的灵敏度指标和节点的灵敏度指标,它们代表了在各线路安装移相器和各节点安装静止无功补偿器对系统期望负荷削减的边际影响,通过这两个指标,能够确定移相器和静止无功补偿器的最优配置.该方法在RBTS可靠性测试系统上进行了验证,计算结果检验了该方法是高效和合理的,也同时表明了移相器和静止无功补偿器能对系统可靠性产生重大改善作用.     

可控串联电容补偿装置建模及应用仿真：一种基于Matlab/PSB的方法

正可控串联电容补偿装置是柔性交流输电系统的重要一员,为电力系统稳定运行提供可靠支撑。本文基于Matlab/PSB搭建三相输电系统以及TCSC模型。在Simulink环境下,对三相电力系统进行静态和暂态的仿真,研究TCSC对电力系统稳态潮流以及暂态稳定性的影响。柔性交流输电系统(Flexible AC Transmission System,FACTS)是综合电力电子技术、微处理和微电子技术、通信技术和控制技术而形成的用于灵活快速控制交流输电的新技术。比较常见的FACTS包括静止无功补偿器(Static Var Compensator, SVC)、     

SVC与TCSC优化配置在电力系统静态电压稳定中的应用

为提高电力系统静态电压的稳定性,提出将静止无功补偿器(static var compensator,SVC)与可控串联补偿装置(thyristor controlled series compensator,TCSC)相结合并作用于电力系统线路中,运用动态连续潮流法计算电力系统静态电压稳定裕度的新方法。首先建立SVC与TCSC的稳态模型;然后引入节点参数因子和支路参数因子的概念,运用模态分析法确定系统母线和支路的薄弱点,并联SVC对母线薄弱点进行无功补偿,串联TCSC优化薄弱线路功率分配;最后运用动态连续潮流法求出静态电压稳定裕度。以IEEE-14节点系统进行仿真计算,并对无灵活交流输电(flexible AC transmission system,FACTS)装置、单独安装SVC或TCSC、SVC和TCSC相结合情况下的系统静态电压稳定裕度值作比较,结果表明所提新方法能够快速、准确地提高电力系统静态电压稳定性。     

潮流和最优潮流分析中FACTS控制器的建模

综述了最近FACTS控制器的数学模型在电力系统潮流和最优潮流分析中的新进展.不仅讨论了单换流器FACTS控制器,如静止同步并联补偿器(STATCOM)和静止同步串联补偿器(SSSC);而且也讨论了多换流器FACTS控制器,如统一潮流控制器(UPFC)、相间功率控制器(IPFC)、通用统一潮流控制器(GUPFC)和电压源型直流输电(VSC HVDC).此外还讨论了基于电压源换流器技术的HVDC的数学模型.不仅涵盖FACTS控制器的单相数学模型,而且也涉及FACTS控制器的三相数学模型.此外,还探讨了多换流器FACTS控制器的电流、电压以及功率等不等约束在潮流计算中的数学模型及计算机实现.     

500 kV输电网国外静止无功补偿器的技术升级与改造

论述了输电系统超高压大容量静止无功补偿器(SVC)的改造过程,对河南电网改造后的静止无功补偿器控制策略进行了叙述。通过改造后静止无功补偿器的实际运行结果验证了SVC对稳定河南电网500 kV系统电压、提高系统暂态稳定性的实际作用。     

基于智能帕雷托解的FACTS装置多目标优化配置

针对提高电网静态电压稳定性、输电能力、暂态稳定性等多个目标,设计灵活交流输电系统(flexible AC transmission systems,FACTS)装置优化配置的数学模型。在分析几种典型FACTS装置、静止无功补偿器(static var compensator,SVC)、静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)和可控串联补偿器(thyristor controlled series compensator,TCSC)功能特性的基础上,结合不同FACTS装置的投资费用,给出求解单目标最优解的计算方法。提出一种利用智能帕雷托(smartPareto,sPareto)解的方法获取多目标函数帕雷托(Pareto)前沿最精简的表示形式,直接反映各配置方案之间的折衷,实现方案的优化选择。在新英格兰39节点系统上对所提出的方法进行仿真验证,结果证实了上述方法的有效性和经济性。     

FACTS对电力系统静态安全性影响评价指标体系研究

针对目前评价灵活交流输电系统 (FACTS) 系统稳态性能影响指标的不足,结合 FACTS 设备自身控制潮流和电压的工作特性,提出了一套全面评估 FACTS 设备对系统静态安全性影响的指标体系.建立了基于运行状况的晶闸管控制串联电容器(TCSC)、静止无功补偿器 (SVC)、统一潮流控制器 (UPFC) 可靠性模型,并基于该模型提出了 FACTS 设备的控制策略,该策略以状态量越限值最小为控制目标.建立了采用蒙特卡罗仿真的概率评估算法.通过 IEEE-57 节点的计算验证了所提指标体系和算法的有效性.     

柔性交流输电系统的研究进展情况

柔性交流输电系统(FACTS)是20世纪80年代中期由美国电力科学研究院(EPRI)N.G.Hingorani博士首次提出的,是综合电力电子技术、微处理和微电子技术、通信技术和控制技术而形成的用于灵活快速控制交流输电的新技术。目前,在我国部分高等院校、电力生产和设计部门及一些电气设备制造厂家都已开始FACTS技术方面的规划和研究试制工作。如在静止无功补偿器(SVC)、静止无功发生器(ASVG)、综合潮流控制器(UPFC)和可控串联电容补偿器(TCSC)等方面均已有较深入的研究。具体的研究进展如下:国内5个省电力系统已有SVC在500kV电网运行,效果…     

应用分岔理论分析SVC对电力系统电压稳定性的影响

基于分岔理论的电力系统电压稳定分析对于深入理解电压失稳机理有重要意义,特别是对于灵活交流输电系统,如静止无功补偿器等,分岔理论能够有效分析系统的动态控制特性对电压稳定的影响。利用非线性动力系统的分岔理论,使用通用分岔分析软件AUTO2000对典型的含SVC系统和不含SVC系统进行电压稳定的分析,得出了系统在两种情况下的分岔点数值。研究发现,通过添加静止无功补偿器(SVC),可以延迟系统的Hopf分岔点和鞍结分岔点,增加负荷极限,从而提高了系统电压稳定性。之后又通过双参数分岔分析确定了两维分岔边界。结果表明,在使用SVC控制器提高系统电压稳定性时,要详细考虑其参数对系统中各种分岔的影响,综合优化控制器的设计和安装。     

基于奇异值分解方法的FACTS交互影响分析

针对电力系统中多台灵活交流输电装置(FACTS)控制器之间可能存在的交互影响问题,以可控串联补偿器(TCSC)和静止无功补偿器(SVC)2种FACTS控制器为研究对象,提出了一种基于奇异值分解(SVD)的交互影响分析方法,定量分析了新英格兰10机39节点电力系统中同时装设TCSC和SVC时,2台FACTS装置之间可能存在的交互影响问题及电气参数对交互作用的影响。时域仿真结果验证了所提出的方法的有效性,表明电气距离的改变对TCSC与SVC间的交互作用有着较强的影响,增加电气距离,交互影响变弱,缩短电气距离则会加重两者之间的交互影响。     

Performance Comparison of Distance Protection Schemes for Shunt-FACTS Compensated Transmission Lines

This paper presents a comparative study of the performance of distance relays for transmission lines compensated by shunt connected flexible ac transmission system (FACTS) controllers/devices. The objective of this study is to evaluate the performance of various distance protection schemes on transmission lines with shunt-FACTS devices applied for midpoint voltage control. The impact of two types of shunt FACTS devices, static var compensator (SVC) and static synchronous compensator (STATCOM) on the transmission line distance protection schemes is studied for different fault types, fault locations and system conditions. The power system elements and the shunt-FACTS devices with their associated controllers are modeled using RSCAD/RTDS software. The results are based on the performance of commercial distance relays using a real time digital simulator (RTDS).     

Allocation of multi-type FACTS devices using multi-objective genetic algorithm approach for power system reinforcement

This paper presents a novel approach to find optimum locations and capacity of flexible alternating current transmission systems (FACTS) devices in a power system using a multi-objective optimization function. Thyristor controlled series compensator (TCSC) and static var compensator (SVC) are the utilized FACTS devices. Our objectives are: active power loss reduction, new introduced FACTS devices cost reduction, voltage deviation reduction, and increase on the robustness of the security margin against voltage collapse. The operational and controlling constraints, as well as load constraints, are considered in the optimum allocation. A multi-objective genetic algorithm (MOGA) is used to approach the Pareto-optimal front (non-dominated) solutions. In addition, the estimated annual load profile has been utilized in a sequential quadratic programming (SQP) optimization sub-problem to the optimum siting and sizing of FACTS devices. IEEE 14-bus Network is selected to validate the performance and effectiveness of the proposed method.     

Optimal placement and parameter setting of SVC and TCSC using PSO to mitigate small signal stability problem

This paper aims to select the optimal location and setting parameters of SVC (Static Var Compensator) and TCSC (Thyristor Controlled Series Compensator) controllers using PSO (Particle Swarm Optimization) to mitigate small signal oscillations in a multimachine power system. Though Power System Stabilizers (PSSs) associated with generators are mandatory requirements for damping of oscillations in the power system, its performance still gets affected by changes in network configurations, load variations, etc. Hence installations of FACTS devices have been suggested in this paper to achieve appreciable damping of system oscillations. However the performance of FACTS devices highly depends upon its parameters and suitable location in the power network. In this paper the PSO based technique is used to investigate this problem in order to improve the small signal stability. An attempt has also been made to compare the performance of the TCSC controller with SVC in mitigating the small signal stability problem. To show the validity of the proposed techniques, simulations are carried out in a multimachine system for two common contingencies, e.g., load increase and transmission line outage. The results of small signal stability analysis have been represented employing eigenvalue as well as time domain response. It has been observed that the TCSC controller is more effective than SVC even during higher loading in mitigating the small signal stability problem.     

Application of particle swarm optimization technique for optimal location of FACTS devices considering cost of installation and system loadability

This paper presents the application of particle swarm optimization (PSO) technique to find the optimal location of flexible AC transmission system (FACTS) devices with minimum cost of installation of FACTS devices and to improve system loadability (SL). While finding the optimal location, thermal limit for the lines and voltage limit for the buses are taken as constraints. Three types of FACTS devices, thyristor controlled series compensator (TCSC), static VAR compensator (SVC) and unified power flow controller (UPFC) are considered. The optimizations are performed on the parameters namely the location of FACTS devices, their setting, their type, and installation cost of FACTS devices. Two cases namely, single-type devices (same type of FACTS devices) and multi-type devices (combination of TCSC, SVC and UPFC) are considered. Simulations are performed on IEEE 6, 30 and 118 bus systems and Tamil Nadu Electricity Board (TNEB) 69 bus system, a practical system in India for optimal location of FACTS devices. The results obtained are quite encouraging and will be useful in electrical restructuring.     

灵活交流输电技术的发展概况

介绍了灵活交流输电技术产生的背景。阐述了静止无功补偿器及新型静止无功发生器，可控硅控制的中联补偿，可控硅控制的移相器；统一潮流控制器等主要装置的发展状况和目前研究的方向，并提出了这些装置需要研究的问题。     

基于SSSC装置的系统可用输电能力研究

可用输电能力(ATC)是衡量互联电网安全性与稳定性的重要指标,而灵活交流输电技术(FACTS)是提高系统可用输电能力的有效途径。以提高可用输电能力为目的,将静止同步串联补偿器(SSSC)引入互联电力系统。首先利用功率注入法,建立SSSC的稳态数学模型,然后基于最优潮流法,将SSSC的功率注入模型加入潮流方程,建立了计及SSSC的可用输电能力计算模型,并采用原对偶内点法对其进行求解。为了确定装置的安装位置,利用特征结构分析法,根据最小模特征值对控制变量的灵敏度系数来选择最有利于提高输电能力的SSSC安装位置。利用IEEE-30节点系统进行仿真计算,结果显示安装SSSC后互联系统间的传输容量得到提高,稳定裕度也得到提升,合理地配置SSSC可以有效提高系统的可用输电能力。     

电力系统阻尼控制机理与特性

基于单机-无穷大电力系统,采用等面积定则分析电力系统阻尼控制机理。对电力系统稳定器（PSS）、静止无功补偿器（SVC）、晶闸管控制的串联电容器（TCSC）和高压直流（HVDC）的附加阻尼控制器的运行特性进行总结。对如何利用电网中各种阻尼资源以提高抑制系统区间振荡的能力进行讨论。当系统中已安装的PSS不能有效阻尼区间振荡时,可优先考虑利用HVDC的附加阻尼调制来增强阻尼。此外,可考虑柔性交流输电系统（FACTS）的附加阻尼控制,并认为TCSC抑制区间振荡的效果一般优于SVC。在四机两区域电力系统中的仿真分析结果验证了结论的合理性。     

考虑时滞影响的SVC广域附加阻尼控制器设计

本文提出了考虑时滞影响的静止无功补偿器(SVC)广域附加阻尼控制器的设计方法。以含有SVC的新英格兰电力系统为例,通过几何可控/可观度分析选择SVC的附加阻尼控制器的广域输入信号,采用留数法计算得出了其时滞补偿参数,随后采用时滞稳定性判据分析了含有SVC常规附加阻尼控制器的增益与闭环电力系统的时滞稳定裕度的关系,最后根据时滞稳定裕度结果确定了SVC附加阻尼控制器的增益。仿真结果表明,考虑时滞影响的SVC附加阻尼控制器既能够提高系统的阻尼特性,又具有一定的时滞鲁棒性。