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可控硅控串联电容补偿器(TCSC)的结构、原理及应用研究报告摘要可控串联电容器(TCSC)补偿装置是在常规串联补偿技术上发展而来的一种新型电力装置。
由于采用晶闸管快速控制，其基频等值阻抗可以在较大范围内连续调节，既可以呈现容性电抗，也可以呈现感性电抗。
TCSC的出现为电网运行控制提供了新的手段。
除了具有常规串联补偿技术的优点之外，TCSC可以用于电力系统暂态稳定控制、阻尼功率振荡控制、SSR抑制以及动态潮流控制等。
TCSC装置是一种结构简单、控制灵活以及容易实现的器件。
正因为TCSC具有这些特点，因此在工业中较早投入应用。
本文将通过简单介绍TCSC装置的结构及其工作原理，详细讨论TCSC装置的阻抗调节特性，以及考虑装置额定运行参数约束时TCSC装置的工作特性，从而归纳出TCSC装置的控制模式。
其中，TCSC 作为一项高可靠性和经济性的电力系统调节技术，在现代电网中的应用正在逐渐推广，口前全世界有多个TCSC工程在投人运行。
本文还将针对TCSC装置在现代电网中的工程应用做出简要介绍，为从事TCSC的工程人员提供参考。
关键字：可控串联电容补偿器；结构原理；工作特性；控制模式；工程应用1 绪论可控串联补偿技术是在常规固定串联补偿技术的基础上为适应电力系统运行控制的需要而发展起来的。
早期的可控串联补偿器采用机械开关投切串联电容器(Mechanically Switched Series Capacitor，简称MSSC)来实现，它采用分段投切方式改变对线路阻抗的补偿程度。
由于机械开关动作速度较慢，因此，这种补偿装置只主要用于电网潮流控制。
随着大功率电力电子器件技术的成熟和发展，出现了利用晶闸管控制的串联补偿技术，包括晶闸管控制串联电容补偿器(Thyristor Controlled Series Capacitor，简称TCSC)和晶闸管投切串联电容补偿器(Thyristor Switched Series Capacitor，简称TSSC)。
TCSC无功补偿装置在我国电力系统中的应用【摘要】TCSC技术在电力系统中的应用越来越广泛,可控串补由于它的效果良好，有着广泛的发展前途。
技术上比较成熟，可以在大电力系统中担任重要输电任务，对于抑制低频振荡增加暂态稳定有着明显的作用。
【关键词】TCSC；无功补偿；电力系统甘肃碧成可控串补工程是由我国自主设计、制造、安装和调试的第一套国产化可控串补工程。
该工程的主要技术参数如下：系统额定电压（线间）252kV；固定电容器组电容值146.6μF；容抗21.7Ω（1.0pu）；电容器组基本容量95.4Mvar(三相)；电容器容抗21.7Ω（1.0pu）；长期运行容抗23.9Ω（1.1pu）；最大补偿容抗54.3Ω（2.5pu）；额定电流1.1kA；TCSC额定无功功率86.6Mvar(三相)；TCSC额定电压26.3kV（1.0pu）；阀控电抗器工频电抗值 3.45Ω（10.98mH）；保护方式M；MOV容量10MJ/相；保护水平2.3pu（峰值37.2kV）。
甘肃碧成TCSC工程具有以下技术特点：（1）根据业主对可靠性的要求，该工程将带有保护间隙的整套固定串补装置布置于大平台，晶闸管阀组布置于小平台，2个平台之间用隔离开关连接，每个平台用围栏围起来，相控电抗器放置2个平台之间。
可采用一次电气或控制系统切换实现按可控串补（TCSC）模式与串补（FSC）模式之间的转换，提高了整套装置的可靠性，便于运行维护，降低了造价。
一旦晶闸管阀或辅助系统故障，可以通过隔离开关将其退出维修，控制系统将可控串补模式切换为固定串补模式，保证线路正常运行。
碧成TCSC工程的基本补偿度为50％，最大容抗提升系数为2.5。
碧成TCSC工程装置的布局图见图。
碧成TCSC工程的装置布局图（２）通过一套控制系统装置可分别运行在FSC模式、TCSC模式和晶闸管保护电容器(TPSC)模式。
控制、保护、调节和测量系统采用独立双系统设计，便于在线相互校验、可靠切换，提高了保护控制系统的可靠性。
可控串联电容补偿在电力系统中的应用T h y r i s t o r c o n t r o l l e d s e r i e s capacitor(TCSC) in power system Abstract: With the rapid growth of the power system load and the development of the opening electricity market, electricity relevant departments are paying more and more attention to increasing the capacity of existing transmission lines and improving the stability of the power system, the controlled series capacitor compensation can improve the performance of power system in many ways, so it has more evident applications potential in the power system. This compensation has analyzed and introduced the superiority to the grid of the controlled series capacitor compensation, which are applied in the power system, and elaborated practical application problems that may arise, and proposed related control measures at the same time.Keywords: TCSC, power system摘要：随着电力系统负荷的快速增长和电力市场开放的发展，增加既有输电线路的容量和提高电力系统的稳定性越来越受到电力相关部门的重视，可控串联电容补偿(TCSC)由于其连续控制性可以在很多方面改善电力系统的性能，因此在电力系统中的应用潜力越显突出。
可控硅控串联电容补偿器的结构原理及应用研究报告可控硅控串联电容补偿器（Thyristor-Controlled Series Capacitor，TCSC）是一种用于电力系统中的无功补偿装置。
它由可控硅、串联电容、保护电路等组成，可通过改变串联电容的电压来控制电力系统中的无功功率流。
以下是对TCSC的结构、原理及应用的研究报告。
一、结构TCSC由可控硅、串联电容、保护电路等组成。
可控硅用于控制串联电容的电压，它可以通过调节触发角来改变电容电压。
串联电容则用于电力系统的无功补偿。
保护电路则用于监测TCSC的工作状态，一旦发生故障，及时切断TCSC以保护电力系统的安全。
二、原理TCSC的原理是通过改变串联电容的电压来控制无功功率流。
当电力系统中需要补偿无功功率时，可控硅触发角控制电容电压的大小，以达到所需的功率补偿效果。
当电力系统中需要减少无功功率时，可控硅触发角控制电容电压的大小，以达到无功功率的吸收效果。
三、应用1.潮流控制：TCSC能够根据电力系统的需求来调整电流的流向，从而在电力系统中实现潮流控制。
2.无功补偿：TCSC能够根据电力系统的需求来调整无功功率的大小，从而实现无功功率的补偿。
3.电压稳定：TCSC可以通过调节电压大小来稳定电力系统的电压，减少电力系统中的电压波动。
4.功率调节：TCSC可以根据电力系统的需求来调整功率大小，实现电力系统的功率调节。
四、总结可控硅控串联电容补偿器（TCSC）是一种用于电力系统的无功补偿装置，通过改变串联电容的电压来控制无功功率流。
它具有潮流控制、无功补偿、电压稳定和功率调节等应用。
TCSC在电力系统中具有重要的作用，能够提高电力系统的稳定性和可靠性。
关键技术之一。
输电线路中采用串补技术，可以利用串联电容器的容性阻抗补偿部分输电线的感性阻抗，实现优化电网潮流分配、改善无功平衡、降低系统网损、增加输送能力、提高电力系统安全稳定水平的目的；采用串补技术还可以减少线路架设和输电走廊的占用，节省一次投资，提高电网建设经济性，保护环境，有利于电网的可持续发展。
可控串补通过控制晶闸管阀的触发角实现对串补等效阻抗的动态控制，从而可以进一步提高电力系统稳定性，抑制电力系统低频振荡和次同步谐振。
可控串补的采用，为电玩潮流控制提供了新的技术手段，增强了电力系统的可控性，也为电力市场化改革提供了一定的技术支持。
与常规串补相比，可控串补具有以下优点和系统应用领域：（1）稳态潮流控制。
可根据系统运行条件（线路开断、发电出力分布调整等）调整可控串补补偿度，改善潮流分配和输电回路上的电压分布，从而达到降低网损、消除潮流迂回、防止过负荷、提高输送能力的目的。
（2）系统稳定控制。
通过控制晶闸管阀的触发角，利用电容器的短时过负荷能力，一般可控串补等效阻抗可在其基本容抗值的1~3倍之间动态调整，时间常数约为30~100ms。
与常规串补相比，可进一步提高电力系统的稳定性和系统输电能力。
利用可控串补还可以阻尼系统功率振荡，增强系统动态稳定性；常用于抑制互联电网或地区电网的低频振荡（0.2~2.0Hz）。
（3）抑制次同步谐振，提高补偿度。
次同步谐振是电网和汽轮发电机轴系之间相互作用产生的一种物理现象，它的发生将严重损坏汽轮发电机的轴系，其主要起因是线路串联电容和线路电感之间的电气振荡与轴系机械振荡的相互作用并为开关操作、短路故障等所引起。
可控串补可以通过一定的触发控制策略一直系统中的次同步分量，从而可以在一定程度上提高串补度而无发生SSR的风险。
（4）在故障期间，通过晶闸管阀旁路可降低通过串补装置的短路电流和过电压保护MOV 的能量定值。
随着我国750kV和1000kV电网的发展，串补和可控串补技术将向更大容量、更高电压发展。
TCSC 的原理与应用实例一、TCSC 的基本原理晶闸管控制串联电容器（Thyristor Controlled Series Capacitor, TCSC ）应用了电力电子技术，利用对晶闸管阀的触发控制，来实现对串联补偿电抗的平滑调节和动态响应的控制，使整个输电线的参数成为动态可调的，实现了对线路补偿度的灵活调节，使得系统的静态、暂态和动态性能得改善。
下图为TCSC 的单相电路结构图。
TCSC 的单相电路结构上图中，基本TCSC 的单相结构由电容器与晶闸管控制电抗器（TCR ）并联组成，其中晶闸管用SW 表示。
TCR 支路的阻抗值由触发延迟角α决定，控制α的改变，晶闸管控制感抗X L 的值发生变化，从而调节TCSC 的阻抗X TCSC 。
当α=0时，TCR 的阻抗取得最小值X L ，由于X L <X C ，TCSC 的阻抗程感性， 且感性阻抗为C L TCSC C LX X X 0=X X -（） 当α从0 逐渐增大，在达到并联谐振点之前，X L 逐渐增大，从而使得TCSC 的感性阻抗逐渐增大。
并联谐振点对应于方程X C −X L =0在α∈[0,1800]区间的解，设为αr , 对应于TCSC 的阻抗为无穷大；为防止TCSC 产生并联谐振，在感性控制区要求α不得超过某一数值αLlim , 即α≤αLlim <αr ，或者说感性控制区的触发延迟角α∈[0, αLlim ]。
当α=1800时，TCR 的阻抗取得最大值无穷大，相当于TCR 支路断开，TCSC 的阻抗仅为串联容性产生的阻抗，为−X C （容性）。
当α从1800逐渐减小，在达到并联谐振点之前，X L 逐渐减小，从而使得TCSC容性阻抗逐渐增大。
为防止TCSC产生谐振，在容性控制区要求α不得小于某一数值αClim，即αr<αClim<α，或者说容性控制区的触发延迟角α [αClim,1800]。
TCSC通过适当控制TCR支路的触发延迟角，可以获得可变的串联阻抗，且感性阻抗的可控范围为[X TCSC(0), X TCSC(αLlim)]，容性阻抗的可控范围为[−X TCSC(αClim), −X C]。
TSC 无功补偿控制装置研究一、绪论随着工业化、城市化以及电力自动化技术的发展，电力质量问题越来越引起人们的重视。
其中，无功功率问题成为了影响电力网稳定性和供电质量的主要因素之一。
针对这个问题，TSC（Thyristor Switched Capacitor，可控硅开关电容器）无功补偿控制装置应运而生。
本文将对TSC 无功补偿控制装置进行研究，探究其作用和优势，并结合实际应用案例进行说明。
二、TSC 无功补偿控制装置的作用TSC 无功补偿控制装置是一种电力自动化设备，它主要用于实现电力网的无功补偿和电压调节功能。
无论是在工业电网还是城市配电网中，都可以使用TSC 无功补偿控制装置来控制变压器侧的电容器组的投入和退出，或者更改电容器的容量，从而改变感性负载的功率因数，并调节电压。
TSC 无功补偿控制装置主要由电容器组、可控硅元件和控制器三部分组成。
在控制器的指令下，通过可控硅元件对电容器组进行控制，实现在不同的功率因数下，电容器组相应的投入和退出，或者调整电容器的容量。
其中，电容器组是实现无功补偿的核心部件，电容器组的容量和数量的选择需要根据实际负载情况、供电电压等因素进行合理的匹配。
可控硅元件则是控制电容器组的开关，它可根据控制器的指令改变电容器的投入和退出。
控制器是TSC 无功补偿控制装置的“大脑”，它能够实现对电容器组的精确控制，以达到稳定的电力质量和供电。
三、TSC 无功补偿控制装置的优势1.提高电力质量在电力网运行中，不同负载在不同的负载率下，需要不同的电容器投入来实现无功补偿，以达到提高电网稳定性和电力质量的目的。
TSC无功补偿控制装置可以实现准确的电容器投入和退出，从而满足不同负载下的无功补偿要求，提高电力质量。
2.节约能源功率因数是衡量电力系统电能利用率的标志之一。
功率因数越低，表示单位电能所付出的成本越高，同时也会降低供电能力。
通过使用TSC 无功补偿控制装置实现无功补偿，可以提高功率因数，降低电力系统的能耗和成本，节约能源。
