Этот пример показывает систему тестирования фазора тиристорного последовательного конденсатора (TCSC).
Драган Йовчич (Абердинский университет, Шотландия, Великобритания)
Эта система фазорных тестов аналогична системе тестов на основе тиристоров TCSC в библиотеке. Однако фазорная модель использует эквивалентные импедансы на основной частоте, пренебрегая всеми переходными процессами, и поэтому она не так точна, как тиристорная модель. Тем не менее, модель фазора намного проще и скорость симуляции увеличивается. Сравнивая ответы с подробной моделью, мы можем наблюдать очень хорошее соответствие всех переменных в установившемся состоянии. Некоторые небольшие расхождения вызваны тиристорным сопротивлением и другими потерями TCSC, которые не включены в модель фазора.
TCSC помещается на 500kV длинную линию электропередачи, чтобы улучшить передачу степени. Без TCSC передача степени происходит около 110MW, как видно в течение первых 0,5 с симуляции, когда TCSC обходится. TCSC моделируется как источник напряжения с использованием эквивалентного импеданса на основной частоте в каждой фазе. Номинальная компенсация составляет 75%, т.е. принимает только конденсаторы (угол включения 90 deg). Естественная колебательная частота TCSC 163Hz, что в 2,7 раза превышает основную частоту. Тестовая система описана в [1].
TCSC может работать в емкостном или индуктивном режиме, хотя последний редко используется на практике. Поскольку резонанс для этого TCSC составляет около 58deg угла включения, операция запрещена в области угла включения 49deg - 69deg. Обратите внимание, что резонанс для всей системы (когда включено сопротивление линии) составляет около 67 deg. Емкостный режим достигается с углами включения 69-90deg. Импеданс самый низкий на 90deg, и, следовательно, передача степени увеличивается, когда угол включения уменьшается. В емкостном режиме область значений значений импеданса составляет приблизительно 120-136 Ом. Эта область значений соответствует приблизительно 490-830MW области значений передачи степени (100% -110% компенсации). По сравнению с передачей степени 110 МВт при некомпенсированной линии, TCSC позволяет значительно улучшить уровень передачи степени.
Для изменения режима работы (индуктивный/емкостной/ручной) используйте тумблер в диалоговом окне блока управления. Индуктивный режим соответствует углам включения 0-49deg, а самый низкий импеданс находится на 0deg. В индуктивном режиме работы область значений импедансов составляет 19-60 Ом, что соответствует области значений 100-85 МВт уровня передачи степени. Индуктивный режим уменьшает передачу степени по линии. Также может быть применен постоянный угол включения, и будут применяться те же пределы, что и выше.
Когда TCSC работает в режиме постоянного импеданса, он использует обратную связь напряжения и тока для вычисления импеданса TCSC. Эталонное сопротивление косвенно определяет уровень степени, хотя может быть также введен автоматический режим управления степенью.
Отдельное ПИ-контроллер используется в каждом рабочем режиме. В емкостном режиме также используется фаза компенсатор вывода. Каждый контроллер дополнительно содержит адаптивный цикл управления для улучшения эффективности в широкой рабочей области значений. Табличное управление контроллера компенсирует изменения усиления в системе, вызванные изменениями импеданса.
TCSC моделируется как управляемый источник напряжения в каждой фазе. Величина напряжения является продуктом эквивалентного комплексного импеданса и линии тока. Выражение для импеданса TCSC приведено в [1].
Запустите симуляцию и наблюдайте формы волны на блоке возможностей основных переменных. TCSC находится в режиме емкостного управления импедансом, и ссылка импеданса установлена на 128 Ом. Для первых 0,5 с TCSC обходится (принимая выключатель), и передача степени составляет 110 МВт. На 0,5 с TCSC начинает регулировать импеданс до 128 Ом, и это увеличивает передачу степени на 610MW. Обратите внимание, что TCSC начинается с альфа на 90 deg, чтобы обеспечить наименьшее нарушение порядка переключения на линии.
На 2.5с прикладывается 5% изменение импеданса ссылки. Ответ указывает, что TCSC позволяет отслеживать эталонное сопротивление, и время урегулирования составляет около 500 мс. На 3.3с прикладывается 4% снижение напряжения источника, за которым следует возврат к 1p.u. в 3.8с Видно, что контроллер TCSC компенсирует эти нарушения порядка, и сопротивление TCSC остается постоянным. Время отклика TCSC составляет 200 мс-300 мс. Обратите внимание, что форма переходного ответа неточна с фазорными моделями, и модель на основе тиристора должна использоваться для изучения переходных процессов.
[1] D.Jovcic, G.N.Pillai «Аналитическое моделирование динамики TCSC» Транзакции IEEE ® по поставке степени, том 20, выпуск 2, апрель 2005, стр. 1097-1104
