Linear models of non-linear power system components

by Persson, Jonas

Simulation of electric power systems becomes more and more important in order to, among other things see through scenarios before they become real. Since power systems are more integrated and contain more complex components nowadays, the simulation is today a bigger task than decades ago. In parallel with the expansion of electric power systems, computers have made it possible to create models of distribution networks and of national power systems. This thesis is focused on the development of a detailed model of one of the newest products on the power system market: the Thyristor-Controlled Series Capacitor. From the detailed model later on a linear model is created. The linear model represents the fundamental behavior of the Thyristor- Controlled Series Capacitor. When using the linear model, simulations can be carried out faster and the whole power system can also be linearized in a more proper way since the developed, simpler model of the component is linear in contrast to the original one. The developed linear model is compared to the original model both in time domain simulations and by linearizations of a power system. TRITA-ETS-2001-04 · ISSN 1650-674X v vi Sammanfattning Simulering av elkraftsystem blir viktigare och viktigare för att bl a genomskåda scenarior innan de äger rum i verkligheten. I och med att elkraftsystem numer är mer integrerade och innehåller mer komplexa komponenter än tidigare, är simulering av elkraftsystem idag en svårare uppgift än för bara några årtionden sedan. Parallellt med expansionen av elkraftsystem har datorer gjort det möjligt att skapa modeller av såväl distributionssystem som länders stamnät. I denna avhandling behandlas en av de senaste produkterna på elkraftmarknaden: den tyristorstyrda seriekondensatorn. En detaljerad modell av den tyristorstyrda seriekondensatorn tas fram och av den skapas senare en linjär modell. Den linjära modellen representerar den tyristorstyrda seriekondensatorns fundamentala, låg-frekventa uppförande. Vid användandet av den linjära modellen kan simuleringar göras snabbare och elkraftsystemet kan dessutom linjäriseras på ett mer korrekt sätt, eftersom den förenklade komponentmodellen är linjär till skillnad från den ursprungliga modellen. Den framtagna linjära modellen jämförs med den ursprungliga, dels genom tidssimuleringar och dels genom linjäriseringar av ett elkraftsystem. TRITA-ETS-2001-04 · ISSN 1650-674X vii viii