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用TNA模拟试验研究可控串补控制器

分类号：TM743 文献标识码：A

文章编号： (22013年000) THE CONTROLLER DESIGN FOR TCSC TNA SIMULATIONWU Shou-yuan, LI Ya-jian, ZHOU Xiao-xin, DAI Chao-bo，JIANG Wei-ping

(Electric Power Research Institute,China, Beijing 100085，China)ABSTRACT：This paper introduces the design of the controller for TCSC(thyristor controlled series comp塑钢门窗ensation) TNA(transient network analyzer) tests. The hardware and software structures of the controller are presented. The analog experimental results from TNA study show that the TCSC controller is well designed. Based on the field conditions, the design and completion is useful to the industrial implementation.

KEY WORDS：TCSC； controller design; analog simulation; TNA(transient network analyzer)simulation1 引言 本文介绍的可控串补(TCSC)控制器设计和暂态络分析(TNA)模拟试验研究是“东北伊敏-冯屯500kV可控串补研究检验薄板和薄带的塑性变形性能”的子课题。

TNA的试验系统，是由电力系统中的各种元件的模型按照被研究系统的实际连接方式连接组成的。与数字计算机分析相比，TNA模拟试验分析具有实时性和物理真实性的特点，结果更贴近于实际系统。特别是当有些物理对象缺乏精确数学模型时，它可起着数字分析无法替代的作用。

可控串补的TNA物理模型如图1所示［1,2］。图中MOV为限压器，Th1、Th2为晶闸管。图1 TCSC模型组成

Fig.1 TCSC diagram2 TCSC控制器的设计要求 基于本课题的研究性质，对控制器的设计有如下要求：

(1)要完成TCSC的基本功能

1)潮流控制，改善络潮流分布，消除环流；

2)电力系统暂态稳定控制游戏玩具；

3)电力系统阻尼控制，抑制低频振荡和次同步振荡；

(除污机2)要同时满足工程实用性和科研灵活性

1)工程实用性要求控制器的设计以工业现场条件为依据，输入量应为现场容易获得的量，尽量采用当地量。某些电量做输入量虽然可得到理想的控制效果，但由于在现场无法精确测得，则不能用作输入量。

2)科研的灵活性要求控制器的柔性和普遍适用性，能够在控制器上试验多种控制规律，进行系统控制试验、暂态稳定试验以及暂态过电压试验等研究。3 硬件、软件设计方案 根据本课题对控制器的要求，对控为此制器硬、软件结构分别进行了层次化设计。硬件主要由3个层次构成，第一层是上位机(PC机)，负责上层控制策略和程序员接口；中层是以DSP(数字信号处理)芯片TMS320C30为核心的数据处理和计算单元，负责数据处理计算及中层控制算法；底层包括输入电量的模拟量处理、逻辑运算、TCSC底层触发控制和TCSC状态逻辑处理，如图2所示。图2 控制满洲里器硬件结构图

Fig.2 Hardware structure of the TCSC controller 根据控制软件的功能，分为上层控制软件、中层控制软件和底层控制软件。其实现济南试验机钳口厂家框图如图3所示。图3 TCSC控制系统的软件编程组织结构图

Fig.3 Hierarchical structure of the software for TCSC controller 硬、软件结构上的分层处理，便于控制器不同层次之间的功能分工和协调，增强了控制器的灵活性和通用性。

控制器的各个层次的功能及实现方式如下：

(1) 底层控制。取TCSC模块本身参考变量作为控制输入，实施对晶闸管的触发控制。其响应时间在10ms以内，便于实现阻抗控制，加速不同阻抗控制模式之间的转换及抑制SSR(次同步振荡)。该层次的功能主要通过逻辑编程和DSP底层算法子程序来实现。底层控制可提供抑制次同步振荡的作用，不依赖于电参数，具有很强的鲁棒性。

(2) 中层控制，即阻抗控制。是TCSC的基本控制功能。电力系统潮流控制和其他上层控制的功能可通过阻抗控制来实现。中层控制的响应时间通常为30～100ms。

(3) 上层控制，即电力系统稳定控制。TCSC控制器上层控制的响应时间为100～600ms。根据具体控制策略取系统变量作为输入量进行控制。

控制器可以接受多种编程方式命令：高级编程语言、DSP汇编语言以及逻辑编程控制等。高级语言编写的上位机控制命令，通过