FACTS串联补偿

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FACTS

几种FACTS控制器
1.静止无功补偿器SVC
SVC 是一种静止的并联无功发生或者吸收装置，它包括晶闸管控制电抗器TCR、晶闸管投切电抗器TSR、晶闸管投切电容器TSC以及它们之或与机械投切并联电容器MSC/电抗器MSR构成的某种组合体。 SVC不仅用于输电网以提高传输可控性、系统稳定性和输送容量，还广泛应用于配电网用以提高供电可靠性、降低线损和改善电能质量。
FACTS的技术特点
• • • • • 利用FACTS元件可以快速、平滑地调节系统参数，从而灵活、迅速地改变系统的潮流分布。 FACTS元件具有快速可控的特点，对提高系统的暂态稳定性有十分显著的作用。 FACTS元件可以断续或连续地调节控制参数，可以用来调节系统阻尼，抑制振荡，改善系统的动态稳定性。电子开关理论上可以无限次操作而无机械磨损，因而提高了系统的灵活性和可靠性。 FACTS技术可以充分利用现有输电线路和设备，以增加 FACTS元件的方法，在现有电力系统内逐步实施。
几种FACTS控制器
5.晶闸管控制的移相器TCPST
TCPST是一种采用晶闸管开关调节、能提供快速可变相角的晶闸管控制移相器。其单相结构如图5所示，每相包括一个并联和一个串联的变压器，并联绕组的原边连接到另外两相，产生一个相位与控制相电压垂直的电压相量，通过电力电子电路进行适当调节(即改变极性和幅值等)后叠加到控制相电压上，从而达到可控移相的目的。TCPST通过调节相位能够有效的控制电网的潮流，提高暂态和中长期稳定性，阻尼功率振荡。
FACTS技术基本概念
• 交流输电系统的电力电子装置，其中“柔性”是指对电压电流的可控性；如装置与系统并联可以对系统电压和无功功率进行控制，装置与系统串联可以对电流和潮流进行控制； • FACTS通过增加输电网络的传输容量，从而提高输电网络的价值，FACTS控制装置动作速度快，因而能够扩大输电网络的安全运行区域； • 在电力电子装置最早用于直流输电系统中并实现了对输送功率的快速控制，由此人们想在交流系统中加装电力电子装置，寻求对潮流的可控，以获得最大的安全裕度和最小的输电成本，FACTS技术应运而生。

无功补偿

1.无功补偿1.1.FACTS简介柔性交流输电系统（以下简称FACTS）是美国电力研究所（Electric Power Research Institule，EPRI）N.G.Hnigornai 博士于1986年首先提出。

它具有控制速度快、控制灵活、可靠性高、可连续调节、可迅速改变潮流分布等优点。

近年来成为电力系统稳定控制的一个重要研究方向。

目前，主要的FACTS 装置包括三大类。

第一类为并联装置，如静止无功补偿器（Static Var Compensator，SVC），它能够根据无功功率的需求自动补偿；静止无功发生器（Static Var Generator，SVG），它是最新出现的一种并联补偿装置，这是本文研究的主要对象。

第二类为串联装置，如静止同步串联补偿器（Static Synchronous Series Compensator，SSSC）、晶闸管控制串联电容器（Thyristor Controlled Series Capacitor，TCSC）等。

第三类为混合装置，如统一潮流控制器（United Power Flow Conrtollor ，UPFC）相间潮流控制器（Interphase Power Controller，IPC）等。

图1.1 无功补偿装置发展概况传统的静态无功补偿装置是无功补偿电容器，它具有结构简单、经济、方便等优点。

但是，它的阻抗是固定的，不能跟随负荷无功需求变化，也就是不能实现对无功功率的动态补偿。

且目前由于电力公司推行无功“返送正计”，即过补偿视为欠补偿，不可调的静态无功补偿会使功率因数大幅下降，所以要研究可调无功补偿技术。

1.2.可调无功补偿技术方案近几年，结合国外的先进技术，我国在无功补偿与谐波综合治理提出了许多可调无功补偿方案，无论哪种方案，都是力求基波下补偿牵引负荷感性无功功率，提高功率因数，并滤除（或抵消）指定谐波。

主要方案有：（1）真空断路器投切电容器。

FACTS整理

1.柔性的理解柔性Flexibility，即灵活性，指FACTS通过采用高速大容量电力电子控制器可以提高交流电网的可控性，实现灵活的潮流控制和最大化电网的传输能力。

其柔性，即灵活性体现在：（1）更快的响应速度传统方法采用机械开关（如固定串联电容器FSC，机械式投切并联电容器MSC，机械式投切并联电抗器MSR），速度慢，对动态稳定缺乏控制能力，一般留有较大的稳定储备，限制了电网的传输能力。

而FACTS中采用晶闸管等器件，响应时间很短，能对一些高频的动态过程进行调节，提高系统稳定性。

（2）更频繁的控制机械开关每次动作后要等一定时间才能再次动作，不能短时间频繁操作，严重制约了对系统进行连续快速控制的能力。

而FACTS控制器可以反复调节，随时动作，提高交流电网的可控性。

（3）连续控制能力由于机械开关只有投切两种状态，因此，其补偿方法是离散或阶梯控制的。

而FACTS能在其运行范围内连续调节电网的参数，具备连续控制能力，实现灵活的潮流控制。

（4）更综合和更灵活的的控制功能传统方法功能单一，灵活性差，还会带来其他问题。

但FACTS控制器往往具有综合功能，具备良好的灵活性。

（5）有功补偿能力一些基于变换器的FACTS控制器，如STATCOM、SSSC和UPFC等，可与储能设备结合，具备补偿有功功率的能力，控制能力更为强大。

由此看出，FACTS技术对电网的控制更加灵活，将传统依赖机械开关的“硬性”交流输电系统提升为融合电力电子技术、信息处理技术和控制技术在内的“柔性”交流输电系统。

2.输电网潮流控制如图1-1所示，电网中的两个母线节点通过高压输电线路互联，在忽略线路损耗的情况下，线路上的有功潮流由下式决定：改变上式中的参数即可改变有功潮流，因此有如下控制方法：（1）增建新的传输线路改变线路等效阻抗（2）串联阻抗补偿改变线路等效阻抗（3）采用移相器改变相角差（4）在线路中间采用并联无功补偿线路电气中点压降最大，通过并联补偿，提高节点电压（5）采用综合潮流控制器同时调节多个参数FACTS技术在输电网潮流控制具体应用（1）控制线路阻抗X可有效控制线路的电流，它是控制潮流最有效的方法。

FACTS_并联补偿-1

1.2

SVG的拓扑结构
SVG的基本结构是由可关断电力电子器件构成的DC/AC 逆变器。逆变器主电路由直流电源、可关断电力电子器件构成的三相桥式电路（或三组可关断电力电子器件构成的单相桥式电路）、保护电路等辅助环节逆变器控制电路一般由CPU控制单元、信号检测环节、驱动电路、显示报警单元等构成
系统1
P148
Us X /2
理想补偿（P=0）

X /2 Ur

系统2
则：
U2 PS Pr sin X /2 2
U2 QS Qr (1 cos ) X /2 2
4U 2 Qc QS Qr (1 cos ) X 2
补偿装置： Pc 0
线路中点并联补偿
3.1 应用范围
110-500kV变电站
380-10kV配电网冲击负荷（无功负荷大、有谐波分量）
铁路牵引变电站，电弧炉，油国，轧钢厂，
– 输电系统补偿
铝厂，整流负荷等（大功率交交变频）
用户侧无功补偿（380V线路末端补偿）
减少380V系统中的无功电流分量，降低线损，
提高电能质量
安装位置：受电端；长输电线中间。
系统动态指标
1.过渡过程时间ts ：给定允许偏差（0.005pu） 2.超调σ：过渡过程偏离稳态值的最大％ 3.振荡次数：ts时间内的振荡次数
U S S
X
P
U r r
系统输送功率：
P=UsUrsinδ/X
线路中点并联补偿
设线路始末端及中点电压数值相等：
SVG or STATCOM
静止无功发生器 or 静止同步补偿器
—— Static var Generator —— 静止无功发生器 STATCOM —— Static Synchronous com-pensator P193 ——静止同步补偿器（固态同步电压源） 2002年IEEE统一为STATCOM，中国习惯称呼SVG，ASVG

柔性输电概念及相关术语

柔性输电概念及相关术语柔性沟通输电系统是Flexible AC Transmission Systems）中文翻译，英文简称FACTS，指应用于沟通输电系统的电力电子装置，其中“柔性”是指对电压电流的可控性；如装置与系统并联可以对系统电压和无功功率进行掌握，装置与系统串联可以对电流和潮流进行掌握。

柔性输电又叫敏捷输电，有柔性直流输电和柔性沟通输电两种，本文参考DL/ T 1193 -2023，总结了与柔性输电相关的术语，供大家参考学习。

一、与柔性输电相关的基本术语1.柔性输电柔性沟通输电和柔性直流输电统称为柔性输电。

2.柔性沟通输电敏捷沟通输电基于电力电子设备或其他静止掌握设备来增加系统的可控性和功率传输力量的沟通输电方式。

3.柔性沟通输电系统敏捷沟通输电系统FACTS 基于电力电子设备或其他静止掌握设备来增加系统的可控性和功率传输力量的沟通输电系统。

4.柔性沟通输电装置基于电力电子设备或其他静止掌握设备来增加沟通输电系统的可控性和功率传输力量的装置。

5.电压源换流器型高压直流输电采纳电压源换流器的高压直流输电方式，又称为柔性直流输电。

二、与柔性输电掌握与爱护相关的基本术语1.掌握方式掌握柔性输电装置以便保持一个或多个电参量处于整定值的方法。

这个整定值可随时间变化，或作为一个测量参量和预先定义的函数。

2.掌握范围在柔性输电装置与沟通系统的连接点处由装置供应的可控输出电气量的最大变化范围。

3.滞后运行并联型柔性输电装置汲取无功的运行方式。

4.超前运行并联型柔性输电装置发出无功的运行方式。

5.开环掌握方式使柔性输电装置的输出参量维持在人为设定值的掌握方式。

6.输电系统暂态掌握加强系统故障恢复后的第→摆特性，提高输电系统暂态稳定极限的掌握。

三、柔性输电装置术语1.静止无功补偿器由静止元件构成的并联型可控无功功率补偿装置，通过转变其容性或(和)感性等效电抗来快速准确地调整无功功率，维持系统电压稳定。

2.静止同步补偿器一种由并联接入系统的电压源换流器构成，其输出的容性或感性无功电流连续可调且在可运行系统电压范围内与系统电压无关的无功功率补偿装置。

Facts控制器

Facts控制器种类：1.并联型控制器；2.串联型控制器；3.串并组合型控制器；4.串串组合型控制器；并联型控制器：功能：（1）静止同步补偿器：1）起静止无功补偿作用的一种静止同步发生器，它并联在系统上，可控制输出容性或感性电流，且控制与系统电压无关。

2）静止同步补偿器是FACTS控制器主要装置之一，它可以是电压型或电流型变流器。

3）对于电压型变流器，可以控制它的交流输出电压，并在任意交流母线电压下能够调整恰好满足交流系统无功电流的需求；而作为变流器电压源的直流电容器电压，则是根据需要自动调节的。

（2）静止同步发生器（SSG）：1）一种静止自换相电力电子变流器，它由一个适当的电源提供电能，并能产生一组幅值可调的多相交流输出电压，这种变流器可与交流系统连接，以达到独立交换可控的有功和无功功率的目的。

2）静止同步发生器是静止同步补偿器和任一电源的组合，可提供或吸收有功功率。

3）这些能源包括：蓄电池、飞轮储能、超导储能、大功率储能电容器，以及整流/逆变器等。

4）对于电压型变流器而言，任意一种能源都能够通过这种电子式接口对电容器进行充电，并维持所需的电容电压。

（3）电池储能系统（BESS）：1）一种带有化学储能系统的并联式电压型变流器，该变流器可快速调节提供给交流系统或从交流系统吸收的电能。

2）为了电能传输的需要，电池储能系统储能容量不要求太大，只需几十兆瓦时即可。

3）如果变流器能够短时提供的容量足够大，那么它就能够以很高兆瓦时的速率输出数个兆瓦的功率，来保证瞬态稳定性。

4）当变流器容量为兆伏安数量级时，该变流器在进行有功功率交换的同时，还能够吸收或释放无功功率。

特点：只是针对母线上的节点，尽管在这个节点上可能有很多线路与此相连，但它也不会对母线电压的控制造成负面的影响。

串联型控制器：功能：（1）静止同步串联补偿器（SSSC）：一种静止型无外部电能支撑的串联同步补偿器，其输出电压与线路电流相量正交，且输出电压的控制与线路电流无关，能增加或减少整条线路阻抗上的电抗性电压降，从而达到控制输送功率的目的。

facts装置讲解[研究材料]

1.2 次同步振荡的抑制措施
避开谐振点
提高电气阻尼阻断次同步电气量
阻塞滤波器旁路滤波器
THANK YOU FOR WATCHING
X '' X L XT
0.135 0.56 0
2.1 晶闸管控制串联电容器（TCSC）
TCSC的晶闸管每半个工频周期导通一次，对次同步电流产生斩波作用，可以使得装置在次同步频率下呈现感抗和电阻效应，使系统偏离可能引起机电谐振的自然频率。
2.2. 静止串联同步补偿装置(SSSC)
U1
I
Vind s max
Is min
IL max I L
V car s max Vcar
SSSC的输出电压不受线路电流的影响，在线路电流最大或最小时仍可以保持额定容性或感性的输出电压，且SSSC可以从容性模式到感性模式进行平滑的过渡，控制范围较大。
2.2. SSSC的阻抗特性
SSSC在容性补偿时无论Us取何值，补偿线路的总等值阻抗始终为感性，不存在SSSC等值容抗与线路阻抗相等的情况，在通常运行的容性区域，不会发生次同步谐振现象。
1. 次同步振荡产生机理
串联补偿技术
HVDC
峰谷书屋
4
2. FACTS装置抑制次同步振荡机理
改变系统的运行方式避开谐振点
串联型FACTS装置提高电气阻尼
阻断次同步电气量
2. FACTS装置抑制次同步振荡机理
改变系统的运行方式避开谐振点
串联型FACTS装置
fer f0
XC
60
0.168
Us
U2
耦合变压器
控制器
逆变器
电源
SSSC是基于同步电压源的原理，向线路注入一个与线路电流相差90°的可控电压，它不再利用电容器或电抗器产生或吸收无功功率来实现无功补偿，而通过产生一个具有可控幅值和相角、同步、近似正弦的电压差来和系统交换无功功率实现补偿。

FACTS装置的潮流控制

一． FACTS装置在潮流计算中的模型和算法
1.1
潮流计算中FACTS装置的阻抗模型
TCSC装置是通过改变其串入线路的电抗，来调节该线路的潮流，因此，从其物理特性出发，建立其阻抗模型是一个较好的方法。 TCSC可用一个串联在线路上的可变电抗来表示，如下图所示:
•
•
Ii
Ij
i
R ij
j
xij
• ∗
（3-18）
1 1 2 1 = gij [ uiu j cos( ij + φ ) − 2 u j ] − uiu j bij sin(θij + φ )] θ K K K
显然，通过调节TCPS的移相角 φ ，可控制线路
Pijreq 。 i-j的有功潮流为给定值
1.3 潮流计算中FACTS装置的电源模型
（3－14）
•
•
∗
•
•
∗
（3－15）
1− K 2 1 2 ΔPj = gij u j + ui u j {gij [K cosθij − cos( ij + φ )] θ 2 K K + bij [−K sinθij + sin(θij + φ )]}
（3－16）
K 2 −1 2 1 θ ΔQj = biju j + ui u j {gij [−K sinθij + sin( ij + φ)] 2 K K − bij [K cosθij − cos( ij + φ)]} θ （3－17）
I i = ui Zij −u j K Zij I j = − u i K Z ij + u j K 2 Z ij
• • * • • • • •

FACTS技术

柔性交流输电技术（FACTS）摘要：灵活交流输电系统(FACTS)可实现对电力系统的某个或多个参数进行控制，以提高系统的稳定性和传输容量。

本文介绍了柔性交流输电(FACTS)的概念,介绍了主要几种FACTS控制器的组成及其对电网的作用，给出了FACTS技术在电力系统稳态和动态中的具体应用，即可进行快速、连续、灵活的无功功率、电压和动态潮流控制，抑制系统低频振荡和次同步振荡，提高电网的动态性能和稳定水平。

关键词：柔性交流输电；低频振荡；次同步振荡；潮流控制；电力系统FACTS TechnologyAbstract:A flexible AC transmission system (FACTS) can realize control for certain parameter or multiple parameters of power system,so as to raise stability and transmission capacity of the system.The concept of Flexible AC Transmission System(FACTS) is presented.Introduction was made to the construction of several concrete FACTS controllersand its effect to the power gird. Actual application of FACTS technology was given in stable and dynamic status of power system.Reactive power, voltage and dynamic flow control could be carried out fast, continuously and fl exibly, which restricted the system’s low frequency oscillation and subsynchronous oscillation, to raise dynamic performance and stability level of power grid.Key words:FACTS；low frequency oscillation; subsynchronous oscillation; flow control; power system一、引言近年来，随着大机组、大电厂、大电网、高电压、远距离及高度自动化为特征的大电力系统的形成，在获得益处的同时也面临了一些问题：潮流控制问题，在电网中自由潮流变化较大，造成了大量电能的损耗，难以实现最优潮流；电网缺少动态、连续的控制手段，难快速改善系统稳定性以提高传输容量；传统的机械控制方式速度较慢，对动态稳定的控制缺乏足够的能力。

FACTS_串联补偿

一、概述
串联补偿的作用： P302 1. 改变系统的阻抗特性； 2. 进行潮流控制，优化潮流分布，减少网损； 3. 提高系统静态稳定性； 4. 改善系统动态特性提高输送能力，增加联络线振荡阻尼）； 5. 提高系统传输能力； 6. 控制节点电压，改善无功平衡条件； 7. 阻尼系统震荡，抑制次同步振荡； 8. 快速可控串补提高系统暂态稳定性提高电磁功率外送； 9. 短路瞬间减小短路电流。
一、可控串补概述
4.串联补偿器分类 P307 a.固定串补：断路器投切的电容器或电抗器； b.静止串补：晶闸管投切或控制的电容器或电抗器。 c.有源串补：基于DC/AC 换流技术的补偿器。 b、c皆为FACTS控制器。
二、可控串补控制器

FACTS串联补偿器以晶闸管投切串联电容器（TSSC： Thyristor swithed series capacitor）和晶闸管控制串联电容器（TCSC： Thyristor controlled series capacitor）应用最广。有学者基于TCR的原理，提出可关断晶闸管控制串联电容器方案（GCSC： GTO controlled series capacitor）。 TCSC最有代表性，常简称可控串补。 P316
2.5 可控串补的两种工作方案
1、晶闸管开关或关或闭，电抗器或并入或切除，实现两点控制，比较简单，不会发生电容和电感并联工频谐振，即分阶控制方式。 2、连续调节晶闸管的导通角，可连续改变串联电容电抗组的电抗。这种可控串补也称先进串补（ASC），目前世界各国研究的重点是这种TCSC串补。在接线形式上两种串补并无差别，因此可以选择两种形式中的一种作为运行方式。研究（ ASC）型可控串补，应用的是静止补偿器（ SVC）中的固定电容器（ FC）和晶闸管控电抗器（TCR）的熟悉技术特性。 TCSC与SVC的主要差别在电源类型方面， SVC是电压源型， TCSC是电流源型。 3、特性分析见P322～P325。

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b、c皆为FACTS控制器。
二、可控串补控制器
FACTS串联补偿器以晶闸管投切串联电容器（TSSC： Thyristor swithed series capacitor）和晶闸管控制串联电容器（TCSC： Thyristor controlled series capacitor）应用最广。
2.5 可控串补的两种工作方案
1、晶闸管开关或关或闭，电抗器或并入或切除，实现两点控制，比较简单，不会发生电容和电感并联工频谐振，即分阶控制方式。
2、连续调节晶闸管的导通角，可连续改变串联电容电抗组的电抗。这种可控串补也称先进串补（ASC），目前世界各国研究的重点是这种TCSC串补。在接线形式上两种串补并无差别，因此可以选择两种形式中的一种作为运行方式。研究（ ASC ）型可控串补，应用的是静止补偿器（SVC）中的固定电容器（FC）和晶闸管控电抗器（TCR）的熟悉技术特性。 TCSC与SVC的主要差别在电源类型方面，SVC是电压源型， TCSC是电流源型。
可控串补依补偿器的具体类型，具有不同的补偿特性。
一、可控串补概述
1.控制输电线路中的输送功率可以通过调节输电线路的阻抗来实现。具体实现方法之一就是在输电线路上直接安装串联电容器以减少线路阻抗达到提高线
路输送能力的目的。 P =V1V2sin/X
2.串联电容器的容量可以是分级定值的形式，也可以是连续可调的形式。
可参见P317～ P322各公式。
2.4 可控串补的控制原理
可控串补的控制原理是根据各种控制目的 (系统稳定控制、恒功率控制、恒阻抗控制等)，得出要求串补输出的基波阻抗值，再根据图中所示的曲线得到与该阻抗值对应的触发角。
2.4 可控串补的控制原理
TCSC晶闸管触发延迟角的控制范围是90°到 180°，在该范围内，TCSC的稳态阻抗特性分为容性运行区和感性运行区。在感性运行区和容性运行区之间的转换过程中，要经过一个谐振点。与谐振点对应的控制触发延迟角acri的大小由电容和电感的参数决定。
• 当晶闸管触发延迟角位于区间[90°, acri)内时， TCSC呈现感性等效电抗运行特性。触发延迟角为90°时等效感抗数值最小，对应晶闸管旁路运行模式，等效感抗在数值上等于电容电抗和电感电抗并联，一般远小于1.0p.u.。
• 从90°开始逐渐增大触发延迟角，在达到谐振角 acri之前，TCSC等效感抗逐渐增大，对应于感性微调运行模式。
一、可控串补概述
可控串联补偿技术是上世纪90年代中期开始研究应用的一种灵活交流输电技术。
可控串补是在常规串联补偿技术基础上发展而来的一种基于电力电子的新型输电技术，技术复杂、覆盖面广。
可控串补集传统电力工业技术与新兴电力电子技术于一体，覆盖电网设计、电力电子、高压电器、通讯测量、变电自动化等研究领域和相关设备元件制造行业。
3、特性分析见P322～P325。
2.6 GCSC基本原理 P310
由GTO构成的双向开关并联在串联补偿电容器两端。 GCSC补偿量的控制是通过选择开通关断GTO的时刻
来实现的。其原理类同TCR。关断时刻的选取：以线路电流为参照，关断角γ的取值
范围为90～180º，则补偿电容器的导通角θC＝180º －γ。开通时刻的选取：补偿电容器充电电压由最大值降为0 时，导通对应的GTO， GTO的导通角θ＝4γ。相关公式见P312～P313。考虑线路中可能出现的短路电流的影响，GCSC要有相应的电流裕量，并有过电压保护措施。
2.并补只改变节点导纳阵的对角线元素，或等效为注入系统的电流源。
3.并补装置的容量相对较小，通过注入或吸收电流来调节系统电压，进而改变潮流分布。系统正常运行时，系统电压基本恒定，输送的有功功率由线路两端的电压矢量及线路阻抗决定，所以，并补的电压调节和潮流控制能力较弱。
串补直接改变线路阻抗或通过插入电压源来改变线路的电压分布，从而调节电流分布，因而其电压调节和潮流控制能力强。
串联补偿所补有功、无功曲线：图9-2
一、概述
串联补偿与潮流控制：
P302
串联补偿提高系统电压稳定性： P303
串联补偿提高系统暂态稳定性： P304
串联补偿提高系统振荡稳定性： P305
串联补偿抑制系统次同步振荡： P306
可控串联补偿
Thyristior Controlled Series Capacitor
分析讨论图9－17波形。 TCSC的主要问题是有引起次同步振荡的危险。
2.8 可控串补的组成及安装原则
串联电容器补偿是提高长距离输电线路输电能力的有力措施。当采取单点补偿方式时，从提高系统稳定极限考虑，将电容器安装在线路中点是最佳选择。
普通串补有可能引起次同步谐振，应该与可控串补结合运用。
当晶闸管触发延迟角位于区间(acri,180°]内时， TCSC呈现容性等效电抗运行特性。触发延迟角为 180°时对应于晶闸管全关断运行模式，对应的等效容抗数值最小，即电容器标称容抗XC，标幺值为 1.0p.u.。
2.4 可控串补的控制原理
• 从180°逐渐减小触发延迟角(增大触发越前角)， TCSC等效容抗逐渐增大，对应于容性微调运行模式。
大量的研究结果表明，TCSC不仅可改善系统的特性，控制输电线路中的潮流，提高线路的输送功率，还可抑制次同步振荡，阻尼功率振荡为系统
提供电压支持以提高系统的稳定性。
TCSC的功能可概括为六个方面:
2.2 可控串补的功能
1、可以连续调节等值串联电容的容抗，进行潮流控制。
2、可提高输电线的输电容量或提高互连电网的传输能量。
2.2 可控串补的功能•• NhomakorabeaIC
I line
•
UC
电流当与Ic>电IL容，电即流Xc同<X相l时位，，线电路容电压滞后线路电流90°，并联
阻抗呈容性，相量图如图。
电容电流由两部分组成，一是线路电流，一是电抗支路电流。因此电容两端的电压，比只有线路电流流过电容时的电
• 压高。电抗器支路电流越大， IL 电容电压也越高，即并联后的
电力电子技术的发展推动了基于DC/AC逆变技术的串联补偿器的研究，串联补偿不仅可以补无功，还可以补有功，而且补偿量是可控的。
串补不改变线路电压等级和拓扑结构，只改变阻抗。
一、概述
串联补偿与并联补偿的区别： P300
1.并补只需系统提供一个节点，另一端为大地或悬空；串补需要系统提供两个节点。
2.6 GCSC基本原理讨论P314 方案
2.7 TSSC基本原理 P315
由SCR（THY）构成的双向开关并联在串联补偿电容器两端。
TSSC补偿量的控制是通过控制导通SCR来实现的。其原理类同TSC。
SCR导通时刻的选取：以线路电流为参照，当电流达到0值时触发导通相应的晶闸管。
有学者基于TCR的原理，提出可关断晶闸管控制串联电容器方案（GCSC： GTO controlled series capacitor）。
TCSC最有代表性，常简称可控串补。 P316
2.1 可控串补的结构图
TCSC 的原理接线图
2.2 可控串补的功能
TCSC由于可通过改变晶闸管的触发导通角来连续地调节串联补偿量，即连续改变串联在线路中的容抗的大小，甚至可变容抗为感抗，因而为控制线路中的潮流提供了一种极好的手段。
3.连续可调形式补偿器，为便于调节，保证输电线路始终通畅，串联电容器直接串联在线路里，在其两端并联电抗器与电子开关的串联支路。若需调节投入线路的串联补偿量，通过调节与电容器并联的电抗量来间接实现。理论上的最佳方案是基于DC/AC 换流技术的补偿器。
一、可控串补概述
4.串联补偿器分类 P307 a.固定串补：断路器投切的电容器或电抗器； b.静止串补：晶闸管投切或控制的电容器或电抗器。 c.有源串补：基于DC/AC 换流技术的补偿器。
等效容抗变大。
2.2 可控串补的功能
•
当电I抗c<器IL电，流即同Xc>相X位l时，，电线容路电电压流超与
UC
前线路电流90°，并联阻抗呈感
性，相量图如图。
如果在电抗支路中串联晶闸管开
关，对电抗进行相控，当改变晶
闸管的触发角时，就可改变支路
电抗的电流，即改变并联阻抗的
大小与性质。因此只要对晶闸管
串补装置需承受全部线路电流，其输出电压由所承受电流及串补装置的等效阻抗决定。
6. 在同电压等级及相近输送容量的电路上，所安装的并补装置与串补装置，设备容量差异很大。
一、概述
串联补偿的作用：
P302
1. 改变系统的阻抗特性；
2. 进行潮流控制，优化潮流分布，减少网损；
3. 提高系统静态稳定性；
4. 改善系统动态特性提高输送能力，增加联络线振荡阻尼）；
3、可缓解系统中某个支路的过负荷问题，可控串补比普通串补更能适应多种系统情况。
4、可以阻尼由于系统阻尼不足或由于系统扰动引起的低频功率振荡,提高动态稳定性。
5、可提高电力系统的暂态稳定性。在系统受到大的扰动时, 可迅速调整晶闸管的触发角,改变串联电容的补偿度。
6、可抑制次同步振荡。一种方法是在发生次同步振荡时,迅速调整串联电容至最小值,对于次同步频率,TCSC呈感抗, 这样便会对SSR起很强的阻尼作用。另一种方法是采集当地的电流、电压,用矢量合成的方法获得远方发电机的转速相位,经过处理后用作对发电机轴振动的阻尼。
当电容器容抗等于电抗器感抗时，系统构成并联谐振回路。
2.3 可控串补的基频阻抗
基频阻抗的表达式：
X TCSC
1
C
K 2 (2 sin 2 ) C(K 2 1)
4K 2 cos2 C(K 2 1)2