静止并联补偿器SVC和STATCOM..doc

PAGE 静止并联补偿器SVC和STATCOM简析 课程名称： 柔性交流输电系统 学 院： 电气工程学院 专 业：电气工程及其自动化 姓 名： 李青 学 号： 0908040092 年 级： 2009级 任课教师： 袁旭峰 2013年1月2日 静止并联补偿器SVC和STATCOM简析 第PAGE \* MERGEFORMAT20页 静止并联补偿器SVC和STATCOM简析 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。 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。 1.1 输电线路中点的电压调节 分散的并联补偿器具有实时、无限制的无功吞吐容量，正是由于它的这一特点，使得并联型无功补偿器得到了广泛应用。分布式补偿必须与所在路段的电压基波相位保持同步，并能使传输电压在规定的幅值范围内变化，它不应随负载的变化而变化。但这样的系统可能会太复杂，或许也非常昂贵。从实际应用的角度来看，特别是考虑故障条件下的稳定性和可靠性时，也可以使用这种补偿方式。采用晶闸管控制的静止无功补偿器对线路的有限分段已在实用中得到证实，例如属于魁北克水电站系统的一条传输线所安装的补偿器就是很好的证明。该线路将詹姆士海湾水力发电站到蒙特利尔市，以及邻接的美国公用电网连接在一起，它约长600mile，电压等级为735 kV，传输功率为12000MW。更为重要的是，通过在传输系统关键位置上安装并联补偿器，能够支撑电压，并从中得到了效益，这些可由在世界范围内已安装众多补偿装置得到证明。 1.2 线路终端电压的支撑及稳定性的提高 在实际应用中，通常通过并联无功补偿来控制给定母线上的电压，这样在负载变化或波动时，能够及时调整电压。特别是当发电机组停机检修时，由于送端发电机的电压调整能力受到削弱，负载侧的电压稳定就更加依赖补偿装置对电压进行控制。系统中的大负荷区域一般都由两个或多个发电厂通过专门的传输线路得到电能，而随着该区域负荷的不断增加，已有的电能可能会供不应求，此时一般都是通过另外的传输线路来引入电能。但当某一电源发生故障时，会突然加大系统剩余部分发电机组的负荷需求，因而会引起电压的严重失衡，并有可能最终导致电压崩溃。从某种意义上讲，通过引入无功补偿控制，总是可以增加系统的稳定性。 1.3 暂态稳定性的提高 以上介绍了在稳态情况下，通过无功补偿能有效提高线路传输容量的基本概念，同时也介绍了电压稳定的原理。如果补偿控制的速度能够达到电力系统暂态稳定性的要求，则无功补偿不仅能增强系统的稳态稳定性，还可以在系统受到大的扰动后提高系统的暂态稳定性，并能有效地阻尼电力系统的振荡。 在对等面积法则的叙述中，已清楚地说明了“故障前”和“故障后”系统之间的差别，并从暂态稳定性的角度出发，也考虑了它对整个系统可能引发的安全问题，显然，“故障后”系统是至关重要的，这就是说，电力系统通常意义上的暂态稳定性，不仅是指故障前系统是稳定的，而且该系统经过特定扰动或故障后的退化系统也应该是稳定的。正是由于在系统设计时考虑了这些合理的因素，所以传输系统的实际容量要比它们在正常应用情况下的传输容量高得多。此外，用快速补偿技术取代网络的整体补偿在技术上是一个值得推荐的方式，在经济上也具有很大的优势；它的另一个优点是，由该系统在特定故障后形成的退化系统仍具有很高的传输能力。 1.4 功率振荡的阻尼 在有衰减阻尼的电力系统中，任何很小的扰动都可能导致机械转角在它的稳定值附近波动，这个稳定值就是整个机电系统在自然频率下的稳定值。当然，机械转角的波动会引起在传输功率在稳态值附近产生振荡。某些电力系统存在的主要问题就是缺乏足够的阻尼特性，在某些情况下，它甚至是限制功率传输的一个重要因素。 由于功率振荡是持续不断的动态过程，因此可改变线路中点并联的无功补偿，使线路电压的变化能够抵消受扰动发电机的加速和减速的影响。设在功率振荡期间的机械输入功率为一常数，当发电机加速旋转时，δ加速(dδ/d