1 5 静止并联补偿器SVC和STATCOM 5.1 并联补偿器的目的 通过长期的实践,人们已普遍认识到,通过一定方式可增强线路的稳态传输功率,线路的电压波形也可通过并联适当的无功补偿器得到控制。无功补偿器的目的就是改变传输线路的自然电气特性,使之能够满足主要负载的需求。在轻载条件下,一般采用各种并联、固定或机械开关连接的电抗器来减小线路过电压;而在重载条件下,同样也可采用并联、固定或机械开关连接的电容器来维持电压的幅值。 本节将回顾通过理想的并联型无功补偿器来增加传输功率的概念,其目的就是为了对静止无功补偿器的工作原理,以及为了对理解特定目标所采用的控制技术奠定一定的基础。在传输系统中对感性负荷应用并联补偿的最终目的就是为了增加传输功率,它需要改进稳态传输特性,进而提高系统的稳定性。在线路的中点应用无功补偿能起到调整电压的作用,在传输线路受端也可采用无功补偿来提高电压的稳定性,同时它还能在暂态电压控制中用来增加暂态稳定性和阻尼功率振荡。 5.1.1 分段线路中点的电压调节 首先来考虑一个简单的两机(或母线)传输系统模型。如图5-1a所示,在该段传输线路的中点并联一个理想的无功补偿器。为说明问题方便起见,线路用串联电感表示,补偿器用基波频率的正弦交流电压源表示,它的相位与中点电压Umid同相,其幅值与线路送端和受端电压幅值相等,即Umid=Us=Ur=U。线路中点补偿器的设置实际上是将传输线路分为两条独立线路:第1段,阻抗为X/2,该段线路将功率从送端送到中点;第2段,阻抗也是X/2,它负责传输从中点到受端的功率。图5-1b给出了电压Us、Ur、Umid、Usm 、Urm,以及电流Ism和Imr之间的相量关系。注意,中点无功补偿器在此过程中与传输线路只有无功功率的交换。 图 5-1 a) 带理想中点无功补偿器的两机模式 b)对应的相角关系 c)有功功率Pp和补偿的无功功率与传输角δ 的传输特性 2 假设系统为无穷大系统,从图5-1b中的相量图中容易看出,通过线路上每个端子(送端、中点和受端)的有功功率相同,因此有 4sin4;4cosXUIIIUUUmrsmmrsm (5.1) 因此,传输的有功功率为: 4cos4cosUIIUIUIUPsmmidmrmrsmsm (5.2a) 或 2sin22XUP (5.2b) 根据无功分量的定义及上面相量图的关系,同样可得 )2cos1(24sin2XUUIQ (5-3) 由此可得图5-1c所示在理想并联补偿情况下的有功功率P、无功功率Q和δ角之间的关系。从该图中可以看出,...