可控串联补偿装置（TCSC）系统的分析与仿真
一、研究背景及意义
随着我国经济快速发展，电力需求日益增大，对电能质量要求也日益增加。高电压、远距离和大规模互联电网将会是未来电网的发展趋势，高压输电、电网互联等技术作为提高供电质量的有效方式得到了迅速发展，但由于低压配电线路无功补偿的经济效益要好于高、中压配电系统无功补偿的经济效益，所以配电网的无功补偿技术的研究一直受到世界的广泛关注[1]。
为解决电网互联带来的传输容量、潮流控制等问题，开始将晶闸管应用直流输电（HVDC）系统[2-3]，柔性交流输电FACTS技术（Flexible AC Transmission system）本质上是直流输电（HVDC）技术的延伸。FACTS技术可使交流系统的无功电流降至最低值并提高原有线路的传输能力及电能的利用率，可以降低线路阻抗，对电力系统的无功潮流进行合理的调控，减少系统的无功容量配置；可以抑制、消除电网谐波，提高电能质量[4-5]。总之FACTS技术可使交流输电系统低耗、高效的运行，是交流输电系统的一个重大的技术革命，具有重大的社会效益。TCSC（thyristor controlled series compensation）晶间管控制的串联补偿是目前柔性交流传输技术的主攻方向，它也称为可控串联补偿装置。TCSC装置可对输电线路的阻抗进行连续大范围的调节，对其实施更为智能的控制策略，能提高系统的暂态稳定性，并抑制系统的后续振荡[6-7]。
二、TCSC研究现状
TCSC是Vithayathil等人于1986年提出来的，它由一个固定的电容器与一个通过可控硅控制的电抗器并联而成。TCSC方案的基本思路是提供一个电容值连续可变的电容器，而TCSC等效电容的调节是通过改变可控硅的触发角来实现的。TCSC通过控制改变输电线路的总阻抗实现对输电线路的动态补偿，国内外大量的研究成果表明，TCSC可以实现下述功能：（1）稳态潮流控制；（2）改善电压质量；（3）降低网损：（4）限制短路电流；（5）抑制次同步振荡（SSR）；（6）阻尼低频振荡；（7）提髙电力系统暂态稳定极限。国内对于TCSC的研究起步较国外晚，但是近几年来发展很快。
为了加深理解TCSC的特性并将其应用到实际系统中，很多学者对TCSC进行了深入的研究，并提出了多种形式的TCSC分析模型，例如用于TCSC阻抗特性分析的仿真模型、用于次同步谐振研究的理论分析模型、用于电力系统稳定性分析的一阶近似模型、用于TCSC动态特性分析的向量模型等。所有这些模型都能很好地刻画了TCSC的特性，然而由于这些模型大都比较复杂，因此并不适用于控制，只适用于TCSC特性的分析；用于电力系统稳定性分析的一阶近似模型虽然简单，但不能真正反映TCSC的动态特性，只适用于整个电力系统的稳定性分析。因此，要精确控制TCSC的等效阻抗，必须研究TCSC的控制模型。
三、TCSC控制方法研究
TCSC动态建模是暂态特性分析和控制策略研究的基础。文献[8]用逻辑开关函数法建立了能系统描述TCSC变拓扑电路暂态全过程的解析数学模型，分析了电容电压暂态特征分量的作用及特点，并通过数字仿真研究了不同同步信号下TCSC的暂态响应过程。
