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.