并聯FACTS裝置在串聯補償輸電線路中最優安裝位置的研究

林子翔

摘 要：并聯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的高功率輸電的阻尼振動的裝置。該文對并聯FACTS裝置的最優安裝位置的研究是以一條有中心位置串聯補償的實際輸電線路模型為依據的研究。研究發現，并聯FACTS裝置的最優安裝位置隨著串聯補償等級的變化而變化，從而獲得功率傳輸能力和系統的穩定性方面的提高。

關鍵詞：最大接收端功率 并聯柔性交流輸電裝置 串聯補償等級 傳動角 最優安裝位置

中圖分類號：G71 文獻標識碼：A 文章編號：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（FACTS）受到了高度的重視。它是一種通過在電力系統中加裝電力電子裝置，增強對電壓，電流和功率的可控性，增大電力傳輸能力的技術。FACTS裝置可以通過各種不同方式連接到一條輸電線路中，如串聯型、并聯型以及綜合型（串、并聯的組合）。本文研究了獲得功率傳輸能力和系統的穩定性方面的最大提高時并聯FACTS裝置在串聯補償輸電線路中的最優安裝位置選擇。

2 輸電線路模型

在這項研究中，我們認為輸電線路的參數是均勻分布的，可通過一個如圖1所示的由2個端口和4個終端組成的網絡模型表示。這也代表了實際的運行模式。

在這項研究中，認為線路從一個大的發電廠向一個無窮大母線傳送功率，如圖1所示，在中心位置安裝了串聯電容，在‘m點處安裝了并聯FACTS裝置。參數k用來表示安裝并聯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部分又被進一步分為長度分別為（0.5-k）和0.5倍線路全長的兩個小部分。

3 最大功率傳輸能力

對線路中沒有FACTS設備的簡單模型，通過線路的最大功率：

許多研究人員認為當線路中沒有串聯補償時（即k=0.5時）是最優位置。在這種情況下，最大傳輸功率（）和最大傳動角（）均增大了一倍。

我們根據程序計算得出的結果，確定出圖1中線路部分實際模型系統的各種特性，同時考慮了。除特殊說明外，所有情況下。最大功率點和傳動角都應該優先考慮安裝的不同位置。根據圖表數據得出：在任意串聯補償等級（%S）下，都存在。我們可以了解到，當%S=0時，的值隨著K的增大而增大，從零達到最大值18.5（k=0.45時）。曲線的斜率在k=0.45時發生突變，且當k>0.45時，的數值減小。當考慮到線路中的串聯補償時，我們觀察到并聯FACTS裝置在線路中的最優位置發生了變化，轉移到靠近發電機一側。當%S=15時，從12.5（k=0時）到其最大值22k=0.375時）。隨著K進一步增加，值隨之減小。當%S=30時，最優安裝位置進一步向發電機一側轉移，從15.2（k=0時）增大到其最大值26.8（k=0.3時）。隨著串聯補償等級的提高，系統的穩定性也隨之提高，并聯FACTS裝置的最優安裝位置也隨之變化。

4 并聯FACTS裝置的最優安裝位置

圖2顯示的是對應不同串聯補償等級值的1側最大接收端功率和2側的最大輸出端功率。從圖2中我們可以看出，對于沒有串聯補償的線路，其最大功率曲線交于點k=0.45，這個交點即為過渡點。

因此，想要得到最大功率輸送和穩定性，并聯FACTS裝置必須被安裝在稍偏離中心的k=0.45點上。當考慮串聯補償等級時，對于%S=15，最大功率曲線交于k=0.375，最大功率傳輸能力提高。根據計算數據得出，無補償線路的最優非中心位置為10%。當串聯補償等級的增長超過了最優非中心位置的線性增長，在串聯補償等級%S=45時達到其最高值55%。

5 結論

研究發現，并聯FACTS裝置的最優安裝位置偏離中心點的偏移量取決于線路的串聯補償等級，而且隨著串聯補償等級的提高，從線路中心點向發電機一側的偏移量是線性增加的。如果并聯FACTS裝置被安裝在新的最優位置上，而不是線路中心點的位置時，輸電線路的功率傳輸能力和系統的穩定性都將有較大提高。

參考文獻

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