并聯(lián)FACTS裝置在串聯(lián)補(bǔ)償輸電線路中最優(yōu)安裝位置的研究

林子翔

摘 要：并聯(lián)FACTS（柔性交流輸電）裝置是用于控制傳輸電壓、功率流、減少無功損失和電力系統(tǒng)的高功率輸電的阻尼振動(dòng)的裝置。該文對(duì)并聯(lián)FACTS裝置的最優(yōu)安裝位置的研究是以一條有中心位置串聯(lián)補(bǔ)償?shù)膶?shí)際輸電線路模型為依據(jù)的研究。研究發(fā)現(xiàn)，并聯(lián)FACTS裝置的最優(yōu)安裝位置隨著串聯(lián)補(bǔ)償?shù)燃?jí)的變化而變化，從而獲得功率傳輸能力和系統(tǒng)的穩(wěn)定性方面的提高。

關(guān)鍵詞：最大接收端功率 并聯(lián)柔性交流輸電裝置 串聯(lián)補(bǔ)償?shù)燃?jí) 傳動(dòng)角 最優(yōu)安裝位置

中圖分類號(hào)：G71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）01（c）-0046-01

1 介紹

在過去的20年中，柔性交流輸電技術(shù)（FACTS）受到了高度的重視。它是一種通過在電力系統(tǒng)中加裝電力電子裝置，增強(qiáng)對(duì)電壓，電流和功率的可控性，增大電力傳輸能力的技術(shù)。FACTS裝置可以通過各種不同方式連接到一條輸電線路中，如串聯(lián)型、并聯(lián)型以及綜合型（串、并聯(lián)的組合）。本文研究了獲得功率傳輸能力和系統(tǒng)的穩(wěn)定性方面的最大提高時(shí)并聯(lián)FACTS裝置在串聯(lián)補(bǔ)償輸電線路中的最優(yōu)安裝位置選擇。

2 輸電線路模型

在這項(xiàng)研究中，我們認(rèn)為輸電線路的參數(shù)是均勻分布的，可通過一個(gè)如圖1所示的由2個(gè)端口和4個(gè)終端組成的網(wǎng)絡(luò)模型表示。這也代表了實(shí)際的運(yùn)行模式。

在這項(xiàng)研究中，認(rèn)為線路從一個(gè)大的發(fā)電廠向一個(gè)無窮大母線傳送功率，如圖1所示，在中心位置安裝了串聯(lián)電容，在‘m點(diǎn)處安裝了并聯(lián)FACTS裝置。參數(shù)k用來表示安裝并聯(lián)FACT裝置位置的線長部分。輸電線路被分成了兩部分（1和2），第2部分又被進(jìn)一步分為長度分別為（0.5-k）和0.5倍線路全長的兩個(gè)小部分。

3 最大功率傳輸能力

對(duì)線路中沒有FACTS設(shè)備的簡單模型，通過線路的最大功率：

許多研究人員認(rèn)為當(dāng)線路中沒有串聯(lián)補(bǔ)償時(shí)（即k=0.5時(shí)）是最優(yōu)位置。在這種情況下，最大傳輸功率（）和最大傳動(dòng)角（）均增大了一倍。

我們根據(jù)程序計(jì)算得出的結(jié)果，確定出圖1中線路部分實(shí)際模型系統(tǒng)的各種特性，同時(shí)考慮了。除特殊說明外，所有情況下。最大功率點(diǎn)和傳動(dòng)角都應(yīng)該優(yōu)先考慮安裝的不同位置。根據(jù)圖表數(shù)據(jù)得出：在任意串聯(lián)補(bǔ)償?shù)燃?jí)（%S）下，都存在。我們可以了解到，當(dāng)%S=0時(shí)，的值隨著K的增大而增大，從零達(dá)到最大值18.5（k=0.45時(shí)）。曲線的斜率在k=0.45時(shí)發(fā)生突變，且當(dāng)k>0.45時(shí)，的數(shù)值減小。當(dāng)考慮到線路中的串聯(lián)補(bǔ)償時(shí)，我們觀察到并聯(lián)FACTS裝置在線路中的最優(yōu)位置發(fā)生了變化，轉(zhuǎn)移到靠近發(fā)電機(jī)一側(cè)。當(dāng)%S=15時(shí)，從12.5（k=0時(shí)）到其最大值22k=0.375時(shí)）。隨著K進(jìn)一步增加，值隨之減小。當(dāng)%S=30時(shí)，最優(yōu)安裝位置進(jìn)一步向發(fā)電機(jī)一側(cè)轉(zhuǎn)移，從15.2（k=0時(shí)）增大到其最大值26.8（k=0.3時(shí)）。隨著串聯(lián)補(bǔ)償?shù)燃?jí)的提高，系統(tǒng)的穩(wěn)定性也隨之提高，并聯(lián)FACTS裝置的最優(yōu)安裝位置也隨之變化。

4 并聯(lián)FACTS裝置的最優(yōu)安裝位置

圖2顯示的是對(duì)應(yīng)不同串聯(lián)補(bǔ)償?shù)燃?jí)值的1側(cè)最大接收端功率和2側(cè)的最大輸出端功率。從圖2中我們可以看出，對(duì)于沒有串聯(lián)補(bǔ)償?shù)木€路，其最大功率曲線交于點(diǎn)k=0.45，這個(gè)交點(diǎn)即為過渡點(diǎn)。

因此，想要得到最大功率輸送和穩(wěn)定性，并聯(lián)FACTS裝置必須被安裝在稍偏離中心的k=0.45點(diǎn)上。當(dāng)考慮串聯(lián)補(bǔ)償?shù)燃?jí)時(shí)，對(duì)于%S=15，最大功率曲線交于k=0.375，最大功率傳輸能力提高。根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)得出，無補(bǔ)償線路的最優(yōu)非中心位置為10%。當(dāng)串聯(lián)補(bǔ)償?shù)燃?jí)的增長超過了最優(yōu)非中心位置的線性增長，在串聯(lián)補(bǔ)償?shù)燃?jí)%S=45時(shí)達(dá)到其最高值55%。

5 結(jié)論

研究發(fā)現(xiàn)，并聯(lián)FACTS裝置的最優(yōu)安裝位置偏離中心點(diǎn)的偏移量取決于線路的串聯(lián)補(bǔ)償?shù)燃?jí)，而且隨著串聯(lián)補(bǔ)償?shù)燃?jí)的提高，從線路中心點(diǎn)向發(fā)電機(jī)一側(cè)的偏移量是線性增加的。如果并聯(lián)FACTS裝置被安裝在新的最優(yōu)位置上，而不是線路中心點(diǎn)的位置時(shí)，輸電線路的功率傳輸能力和系統(tǒng)的穩(wěn)定性都將有較大提高。

參考文獻(xiàn)

[1] 嚴(yán)偉佳，蔣平.抑制區(qū)域間低頻振蕩的FACTS阻尼控制[J].高電壓技術(shù)，2007（1）：189-192.

[2] 王珂.利用FACTS裝置抑制電力系統(tǒng)低頻振蕩研究[J].浙江大學(xué)，2012.

[3] 靳靜，艾芊，趙巖.FACTS裝置在風(fēng)電場(chǎng)中的無功補(bǔ)償原理與仿真[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2007（8）：58-61.