晶闸管投切电容的最佳编码方式与最优投切阈值的数学分析和应用

投切电容的编码方式和投切阈值关系到采用晶闸管投切电容(Thyristor-switched capacitor,TSC)的静止无功补偿装置的补偿效果与经济性.文章从运筹学的角度对电容的最佳编码方式进行了数学分析,验证了二进制编码方式是最佳的,从数列和实际经验出发,得到了电容最优投切阈值的实用计算公式,并根据投切电容的最佳编码方式和最优投切阈值设计了一台TSC型静止无功补偿装置,通过与一般TSC型无功补偿装置的补偿效果进行比较表明该装置的补偿效果更明显,从而验证了本文数学理论分析的正确性.     

低压无功补偿投切电容装置选用探讨

着重分析低压无功补偿投切电容装置(接触器投切电容装置、晶闸管投切电容装置、复合开关投切电容装置)的工作原理;同时介绍各自的主要特点.     

晶闸管投切电容器技术的进展

介绍了用于配电系统动态无功补偿的晶闸管投切电容器(TSC)的基本原理、分类、主电路形式、控制物理量的检测、控制策略及最新的研究进展等。     

基于无功补偿晶闸管投切电容器的研究

目前电力系统里,主要负荷一般都呈感性且功率因数较低。感性负荷不仅从电网中吸收一定有功功率,同时吸收了无功功率,导致电网电压有一定的下降,造成电能的浪费。通过对电容器组的投切控制进行无功补偿,能够提高功率因数,改善电网电压的质量。国内外惯用的投切电容器的方式存在一定的浪涌和冲击,对设备存在损害,不能够满足社会发展要求。因此,提出了一种基于无功补偿晶闸管投切电容器(TSC)的方式,实现了投切瞬间无浪涌、无冲击。通过在MATLAB/SIMULINK环境进行仿真,验证了正确性。最后搭建了实验样机,结果表明TSC无功补偿装置具有良好的性能。     

晶闸管投切电容器在电网管理中的应用

随着我国经济的快速发展,各种大功率整流、变频等工业电子设备的广泛应用,在电网建设和运行过程中,电网电压波形畸变、功率因素低、谐波严重,对电网造成大量污染,造成很大的损耗。采用晶闸管投切电容器对配电系统进行无功补偿,可有效提高电网功率因素,降低变压器和输电线路的功率损耗,增强变压器输送能力,提高电网输电效率,节能降耗,减少电网建设和运行成本。     

两种新型晶闸管投切电容器补偿装置的主电路及触发方式

依照TSC投切机理，开发了两种工作可靠、使用元件少、成本低的TSC投切开关的新型主回路结构，简称为“2 1”电路和“2 2”电路。满足了TSC投切机理，投入瞬时，电流无冲击，平稳过渡。不仅介绍了“2 1”电路和“2 2”电路工作机理，晶闸管触发原理，投切过渡过程电流、电压情况等，还简单介绍针对上述两种主电路所开发的触发控制电路。     

电容自动投切装置的问题探讨及优化

在设计低压电容器组投切装置的基础上,研发AC-6b切换电容接触器约定操作性能试验下试验程序时的负载投切,对其进行程序改进,电路的重新配置,实现改进该装置存在的残余电压及发热问题。采集改进后投切时的电压、电流波形,试验验证切换电容接触器投切装置负载投切时放电性能的可靠性,研究结果为安全有效的试验提供技术支持。     

静止无功补偿器的最优电容投切阈值分析

针对晶闸管投切电容TSC的静止无功补偿装置的阈值整定问题,从运筹学的角度,对投切电容的二进制编码方式及其投切阈值系数对补偿效果的影响作了详细分析,得出了最佳投切阈值系数的取值以及基于二进制编码方式的最优电容投入阈值与切除阈值系数的等值分配原则。分析表明,按照等值分配原则整定的最优投切阈值,能提高无功补偿的动态响应速度,减小投切误差。以投切阈值系数是1.2为例,等值分配投、切阈值时,其精度可提高30%。因此,根据系统运行的状况,合理调整电容器投和切阈值,才能对系统快速、准确地进行无功补偿。     

晶闸管投切电容器动态无功补偿技术及其应用

从晶闸管投切电容器(thyristor switched capacitor,TSC)的基本原理、分类概况、主接线形式、检测与控制策略等方面介绍TSC在动态无功补偿中的应用现状,指出了TSC技术存在的问题,并提出了拟解决的方案。大量的试验与实践证明,TSC无功补偿装置具备优良的无功补偿性能,具有较高的应用价值和广泛的市场前景。     

智能型晶闸管投切电容器无功补偿微机控制系统

智能型晶闸管投切电容器无功补偿微机控制系统以工业PC机为控制核心，采用新颖的快速无功功率检测方法和独特的晶闸管控制技术，实现了对多组电容器快速自动分级投切，可满足低压配电网基波无功补偿的快速性和实时性要求。文中介绍了该装置主回路控制方式和控制电路构成，并通过模拟负荷投切试验中的有关数据验证其投切的正确性。     

采用固体继电器作TSC的投切开关

在电力系统中,采用晶闸管投切电容器TSC(ThyristorSwitchedCapacitors)的动态无功补偿装置中,晶闸管对驱动信号要求严格,驱动电路相当复杂。介绍了TSC无功补偿的电路原理图和固体继电器SSR(SolidStateRelay)的组成原理图及SSR的主要特点。考虑到过零型SSR具有TSC投切电容器所具有的过零触发功能,提出将其作为TSC的投切开关,从而简化了TSC电路。     

TSC-DSTATCOM混合型动态无功补偿器及其混杂控制方法

为实现企业配电网低成本大容量连续无功补偿,抑制电压闪变,提出基于TSC(晶闸管投切并联电容器)与DSTATCOM(配电网静止无功补偿器)的混合型动态无功补偿系统。DSTATCOM连续子系统及TSC离散子系统构成的混杂控制系统,采用基于专家决策的三层混杂控制方法,协调控制TSC电容器组的分级投切及DSTATCOM的动态连续补偿,充分利用了各自的优势,引入模糊控制自动调整PI参数改善了系统动、静态性能。仿真分析及实验结果表明了该补偿器的优越性及所提控制方法的有效性。     

TSC无功补偿装置在海洋平台电力系统中的应用

文章以金县1-1油田开发工程为例,从理论及计算2方面对集中补偿和就地补偿2种方案进行比较分析,证明就地补偿方案更具优势,并最终采纳该方案;通过对几种常用的无功补偿装置性能及价格的综合分析,得出TSC是较合理的补偿方式的结论;在此基础上针对晶闸管投切电容器TSC,分析其容量设计过程及应注意的问题.     

可控串联补偿阻抗控制策略研究

提出触发角修正反馈阻抗控制策略,与常规阻抗误差反馈修正命令阻抗的方式相比,避免了每次修正后都需查表求触发角,提高了底层响应速度.可控串联补偿(TCSC)采用非线性控制方法进行阻抗闭环控制效果最佳,但所需数据量大,实现困难.设计触发角修正变结构PID阻抗控制器:在测量阻抗第1次到达或接近命令阻抗之前,积分环节参数为0,即为PD控制器;之后则投入积分环节,恢复为PID控制器.当TCSC从不同的阻抗值阶跃到同一阻抗值时,误差累加器的值接近,从而可以得到非常接近的控制效果.数字仿真和动模实验结果表明该控制策略超调小、响应速度快,并能快速消除偏差,具有良好的动态和静态性能,且结构简单,易于工程实现.     

微机控制晶闸管投切电容器无功补偿装置

微机控制晶闸管投切电容器补偿装置以80C320单片机为控制核心,采用新颖的快速无功功率检测方法和独特的晶闸管控制技术,实现了对多组电容器快速自动分级投切,可满足低压配电网基波无功补偿的快速性和实时性要求。介绍了该装置主回路控制方式和控制电路构成,并通过模拟负荷投切试验中的有关数据验证了其投切的正确性。     

A study of thyristor controlled series capacitor models for power system stability analysis

The thyristor‐controlled series capacitor (TCSC) is promising as a powerful device to increase power transfer capability and transient stability. The basic configuration of the TCSC consists of a series of capacitors connected antiparallel with thyristor‐controlled reactors, so that firing angle control of the thyristors makes the TCSC capable of achieving impedance control in a wide range with quick response. It is important to clarify the relationship between the fundamental reactance of the TCSC and the firing angle of the thyristors, thus leading to practical applications of the TCSC for enhancement of power transfer capability and transient stability in transmission lines. Two relationship equations for the TCSC's fundamental reactance have already been proposed. One is the relationship equation derived from a TCSC circuit whose source is a voltage. The other is the relationship equation derived from a TCSC circuit whose source is a current. For TCSC installed in a transmission line, it is clear which equation is more adequate for analyzing power system stability. In this paper, the authors determine whether either of the equations is valid for analyzing a power system stability.

• 1. In the steady state, the TCSC fundamental reactance is analyzed and compared with the two equations and EMTP. It is clear that the TCSC reactance based on current source is adequate.
• 2. The swing angle of a generator when the firing angle is stepped up is analyzed with EMTP and an analytical model using the TCSC model based on current source. It is shown that the proposed model is effective for power system stability analysis. © 1999 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 129(1): 20–28, 1999

     

TSC装置投切过程分析

对低压配电系统中的无功补偿电容器,一般采用晶闸管进行动态投切。文中对晶闸管的投入和切除过程的数学模型进行了详细的分析推导。理论推导结果证明无论晶闸管切除次序如何,3台电容器上的残压始终为线电压峰值的1.366、1、0.366倍;V1、V2晶闸管两端的电压始终在一定的范围变化。该结果为抑制投切过程中产生的过电压问题及TSC装置中晶闸管的参数选择提供了理论依据。     

TCR-TSC型SVC的非仿射非线性控制器设计

对由晶闸管控制电抗器（TCR）型装置与多个晶闸管开关电容器（TSC）型装置组成的静止无功补偿系统（SVC）建立了一个新的非仿射非线性模型，该模型以晶闸管的触发角为控制量，根据非线性控制的逆系统方法，设计的相应的非线性反馈线性化和极点配置的组合控制器，在控制器的设计中利用插值法导出了一个超越方程函数的具有较高精度的近似计算公式，仿真结果表明了该设计方法的正确性和有效性。     

开关电容单相九电平逆变器及其调制策略

提出一种基于开关电容技术的单相九电平逆变器,该逆变器由开关电容网络、辅助双向开关以及全桥单元组成。通过电源与电容的串并联转换,该逆变器能够以较少的功率器件产生更多的输出电平,简化了拓扑结构,降低了系统成本,并且该逆变器单电源输入的特点拓宽了其应用范围。该逆变器控制简单,不需要额外的均压电路及复杂的控制回路即可实现电容电压的平衡。详细论述了逆变器的工作原理、调制方案、电容参数设计原则以及拓扑对比分析。最后,通过实验对所提逆变器的稳态性能、动态性能及其并网工作性能进行验证分析,证明了该逆变器结构及其调制方案的正确性与可行性。