（电气工程专业论文）二普线串补对四川500kv电网运行特性影响的研究.pdf

重庆犬学二 程硬士学位论文英文摘要 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p i n ga n de x p a n d i n go fp o w e rs y s t e m , t h el e n g t ha n dt r a n s m i t t i n g p o w e ro ft h et r a n s m i s s i o na n dd i s t r i b u t i o nl i n ea l ea l s oi n c r e a s i n g ，s of o rt h em e d i a la n d l o wv o l t a g ee l e c t r i c a ln e t w o r k s ，t h ev o l t a g eq u a l i t ya l w a y sc a n n o tb es a t i s f i e dw i t hu s e r s n e e d sb e c a u s eo f t h ei n c r e a s eo f t h el i n ei m p e d a n c ea n dt r a n s m i s s i o np o w e r ；f o rt h eh i 【g h v o l t a g ea n dl o n gd i s t a n c el i n e , t h et r a n s m i s s i o nc a p a c i t yo f l i n e si sa l w a y sa f f e c t e db yt h e l i m i to fs m t i cs t a b i l i z a t i o na n dd y n a m i cs t a b i l i z a t i o n i no r d e rt od e v e l o pp o w e rs y s t e m m o l e ，f a s t e r , b e t t e ra n de c o n o m i c a l l y , u s i n gs e r i e sc a p a c i t a n c et oc o m p e n s a t el i n e s i m p e d a n c ei sae f f e c t i v em e a s u r eo fi m p r o v i n gv o l t a g eq u a l i t ya n dt r a n s f e rc a p a c i t y s e r i e sc o m p e n s a t i o ni sd m d e di n t of i x e ds e r i e sc o m p e n s a t i o na n dc o n t r o l l e ds e r i e s c o m p e n s a t i o n t h el a t e rb e l o n g st of a c t s i na ct r a n s m i s s i o ns y s t e m ，u s i n gs e r i e s c a p a c i t a n c e c a p a c i t i v ei m p e d a n c et oc o m p e n s a t el i n e s i m p e d a n c et os h o r t e ne l e c t r i c a l d i s t a n c eo fd i f f e r e n tg e n e r a t o r s , i n c r e a s et h es y n c h r o n o u sm o l q e n t , i m p r o v et h es t a b i l i t y o fp o w e rs y s t e m ，r e d u c ev o l t a g ed e c r e a s i n ga n dr e l a t i v ep o w e ra n g l e s 。 h e r e b y i m p r o v i n gs t a b l el e v e lo f p o w e rs y s t e m ，i n c r e a s i n gt r a n s m i s s i o nc a p a c i t yo f t r a n s m i s s i o n l i n ea n di m p r o v i n ge l e c t r i c a ln e t w o r k s a c t u a lt r a n s m i s s i o na b i l i t y t h ec o n t r o l l e ds e r i e sh a sai n d u c t a n c ec i r c u i t ，w h i c hi sc o n t r o l l e db yt h y r i s t o rv a l v e ， i si ns e r i e sw i t hs e r i e sc a p a c i t y , s oi tp r o d u c eam a n i p u l a t i v ea d d i t i v ec u r r e n t ，a c h i e v i n g t h ec o n t r o lo f e q u i v a l e n tc a p a c i t i v e r e a c t a n c eo fs e r i e sc o m p e n s a t i o nc a p a c i t a n c e ；n a m e l y , a d j u s ts e r i e sc o m p e n s a t i o nc a p a c i t a n c es m o o t h l ya n dc o n t r o ld y n a m i cr e s p o n s et h r o u g h c o n t r o l l i n gt h y f i s t o rv a l v e st r i g g e ra n g l e 。u s i n gc o n t r o l l e ds e r i e sc o m p e n s a t i o nc a n f a r t h e ri m p r o v et h et r a n s m i s s i o na b i l i t yo fe l e c t r i c a ln e t w o r k sa n dt h es t a b i l i t yo f p o w e r s y s t e m ，r e s t r a i nl o wf i - e q u e n c yo s c i l l a t i o na n ds u b - s y n c h r o n o u sr e s o n a n c e 。 e r t a nh y d r o e l e c t r i cp l a n ti st h eb i g g e s th y d r o e l e c t r i cp l a n ts t a t i o no f2 0c e n t u r yi n o u rc o u n t r y , t h ec a p a c i t yo fa l lt h eg e n e r a t o ri s3 3 0 0 m w t h el e a s te l e c t r i c a lp o w e ri s 1 0 0 0 m w t h eg r o s se l e c t r i c a lp o w e ro fay e a ri s17b i l l o nk w ，h b u te r t a nh y d r o e l e c t r i c p l a n ti sf a ra w a yf r o ms i c h u a nm a i nn e t w o r k 。t h ef l o ww h i c hi st r a n s m i t t e df r o me r t a n h y d r o e l e c t r i cp l a n ti n t om a i nn e t w o r k i sc l o s et ot h el i n e ss i n g l ep h a s ep e r m a n e n c e s t a b l el i m i t t h e r e f o r e ，t h el i n e sa n t i - j a m m i n ga b i l i t yi sp o o r i ti sv e r yd i f f i c u l tt ow i d e n t r a n s m i s s i o np a s s a g e w a yf r o me r t a nt oz h a o j u e i no r d e rt os t r e n g t h e nt h ea n t i - j a m m i n g a b i l i t yo fe r z il i n e , e n l a r g ei t st r a n s m i s s i o nc a p a c i t ya n da s s u r et h es t a b i l i t yo fs i c h u a n n e t w o f k c o n s i d e ru s i n gs e r i e sc a p a c i t yo fc e r t a i nc a p a c i t yd o u b t l e s sh a sc e r t a i nt h e o r i e s l 重庆大学工程硕士学位论文英文摘要 a n d p r a c t i c a lm e a n i n g c o m b m e dw i t ht h ef a c t so fs i c h u a np o w e rn e t w o r k t h em a i na n a l y s i sa n dr e s e a r c hi n t h i sp a p e ra r ea sf o l l o w s ： t h et r a n s m i s s i o nc h a r a c t e ro fe h vt r a n s m i s s i o nl o n gl i n ew i t hc o m p e n s a t i o n t h e p r a c t i c a ls i t u a t i o na n dp r o b l e m so f s i c h u a np o w e rn e t w o r k f e a s i b l es c h e m e st oi m p r o v et r a n s m i s s i o na b i l i t yo fe r t a nh y d r o e l e c t r i cp l a n ta n d t h en e c e s s i t yo f u s i n gs e r i e sc o m p e n s a t i o n a c c u r a t em a t h e m a t i c a lm o d e li se s t a b l i s h e d a n a l y s et h ei n f l u e n c eo fs e r i e s c o m p e n s a t i o nt h r o u g hs t a b l e s t a t ea n a l y s i sa n dd y n a m i cn u m e r i cs i m u l a t i o n k e yw o r d s ：p o w e rs y s t e m ，s e r i e sc o m p e n s a t i o n ，f a c t s i i i 重庆火学r 程硕士学位论文1 绪论 l 绪论 | 。l 课题的实用意义 串联在输配电线路中的电容器缀及其保护、控制等设备缀成的装置，全称为串 联电容器补偿装置。主要包括串联电容器、放电间隙、旁路断路器和负荷开关、隔 裹开关、阻尼元 孛、麓秘设釜郓绝缘平台等设器，麓稼串於。枣李 分为困怒率 帮 可控串补两种，后者属于柔性交流输电系统( f a c t s ) f 1 f 2 1 技术。在交流输电系统 中利用串联电容器的辚性阻抗，补偿输电线的部分感性阻抗，使得发电机组间电气 距离缩短，同步力矩增加，达到改藩系统稳定性，减少功率输送引起的电缎降和功 角差，从褥提高电力系统稳定运行承乎，扩大线鼹输送吝量，疆高隧络实舔输送髭 力的目的。 可控串补是在串联电容器旁并联一个由晶闸管阀控制的电感回路1 3 ”j ，从而产 生一个霹控瓣热电浚，实瑷了对串联 嫠电容熬强部等效容菰戆控割；繇遴避对半 导体晶f 嚼管阀的触发控制来实现对串联补偿电容的平滑调节和动态响应的控制。采 用可控串补可以进一步提高电网的输电能力和电力系统稳定性，抑制电力系统低频 振荡和次潮步谐振【5 。 二滚求电站是我黼在2 0 繁纪建成酶最大的承邀蘑，惑装枣惩容量3 3 0 万k w ，擎 独运行保证出力1 0 0 万k w ，年发电量1 7 0 亿k w h 。随着二滩水电站的建成，使制 约四川省国民经济发展的电力供不j 盘求的局面成为历史，并实现川电出j i l ，同时为 遥翊鸯力系统电添终麴调整提貘了蠢翻基件，邈为实瑷翊电糕援岁 送蠢下蘩疆。凭 借国家西部大开发战略的实施，三蛱电力系统形成和全国大联黼的出现，为蕴藏量 居全国酋位的四川水能资源大开发提供了政策支特，并为“西电东送”输电高速公 路通道l l 奄形成拉开了侉慕。可以这么浼，二潍毫站懿建藏是实瑷“埘电外送”的里 程碡f 8 删。 目前，川渝电网已形成由二滩电站经普提( 昭觉) 开关站到洪沟，再幽洪沟分 别至成都( 龙王) 、霆庆陈家桥的“y ”形5 0 0 k v 电网。由于川渝5 0 0 k v 嗽网还处 于发震秘麓，稠粲薅弱，虽然已建5 0 0 k v 线路这2 0 6 7 7 k m ，键5 0 0 k v 电阏上霞二 滩一个电站接入，而且送电距离远，受端系统缺乏应有的电压支撑，致使川渝5 0 0 k v 电网稳定水平较低。 2 0 0 5 年j | | 浚电嘲5 0 0 k v 遣网蟪淫接线示意熬懿下： 重庆大举“翻陧硕 学位论文 丽 1 川渝电网2 0 0 5 年5 0 0 k v 彀掰缝理接线示意圈 f i g1 1g e o g r a p h yw i r i n gd i a g r a mo f c h u a n y u5 0 0 k vp o w e rn e t w o r ki n2 0 0 5 发生警糖蔽障考孩矧浚亳稠豹送邀爱力，稳定摄袋谤冀缝基魏表l 。1 瑟示： 表1 1 发嫩单相故障时的输送功率 断葱输送功率( 万k w ) 教跨线黪蘸薄点 洪一陈豫+ 陡+ 石长。万寿，万浃南刀点： 洪陈线洪沟2 1 2 21 0 859 3 96 7 95 6 71 7 0 陈一长线陈家桥2 1 7 6l i 3 69 9 ，47 2 45 7 21 8 0 鼗万线茨毒2 1 7 ，61 1 3 。49 9 67 2 ，4 5 7 。2 8 0 南万线南充 2 1 4 5l l o 7 9 6 47 0 5 5 6 51 7 5 洪一南线洪沟2 j 4 5i 1 0 99 6 ，47 0 55 6 5】7 5 二。鹱缓二灌2 1 2 。2掩s ，59 3 。96 7 95 6 。71 7 0 由袭1 1 可知，在按发生单相永久故障不采取措施情况下考核i 【电外邀能力， 控制断砸为二滩一普撼线路和拱沟一陈家桥线路，此时洪沟一陈家桥线路的送电功 率为2 1 2 2 万k w , 裹充一万芸竣爨送逝为6 7 ，效w ，合诗为2 8 0 万k w ，在羹获汲葭 l l o 万k w 后，川电的实际电力为1 7 0 力- k w ，离预期的2 0 0 万k w 尚有一定的差距， 之所阻发生这样的情况，其主要原因有： 二滩电蘑与甄川主嬲捆距遥遂，二漳电站遴蹬豹三回线鼹每遥线路黪长度都 为4 7 0 k m 左右，该线路盼单相永久故障稳定极限在2 9 0 万k w 左右。僵在丰水期大 方式下，二滩电站的出力为3 3 0 万k w ，在攀枝花地区吸收一部分电力后，二滩电 重庆夫学工程硕士学位论文 绪论 站送往主网的潮漉2 0 0 3 年为2 8 6 5 万k w ，2 0 0 5 年为2 7 7 ，4 万k w ，接近凌线路的 单程永久稳定极限，辫诧该线路撬予挠静篦力较弱。 在目前的网络结构和电源布局的条件下，川电外送电力的变化，特别是洪沟 一陈家桥线路送电功率的变化，直接影响二滩电站与受端电网发电机之间的相对功 囊。夔饕臻毫乡 送功率弱增燕，二滚 毽蘸与受潺惫瓣发迄瓤爨懿起始功角氇在艇大， 使得二自线抗干扰的能力相应下降。扩建二摊至普提输电走廊十分困难，为增强二 自线的抗干扰能力，扩大它的传输容量，保证四川电网的稳定性，考虑一定的串联 电容於偿无疑具有一定豹理论和雯强意义。 1 2 国内外研究现状 串联补偿技术是项十分成熟的技术，在电力系统中已经有7 0 多年的历史，世 赛土已安装懿事袋枣 馁鬯客弱总容鬟已超遂9 0 g w 盯。交2 0 毽纪3 0 年戴起，串联 电容器就应用于配电和工业用户馈线的电压调节。串联电容器不仅能减小静态电压 下降，而且对负荷电流的变化几乎魁同时响应的。串联电容器可以改变线路参数， 降羝屯垂损耗、增翅终输功搴、提麓系统稳定瞧。正毽为这些饯点，镬褥邀赛各强 不论趸夜对输电线路避行串补的研究方面还是对串联装置本巍的探索方面都敬得了 一定的成绩。近年来，国外对串联补偿技术的研究与应用兴趣不减的主要原因如下： 第一，8 0 年代中后期以螽，在西方发达国家，琢境保护盼压力很大，有一个运动叫 骰n i m p y ，它不希黧在它生活屠倥豹环境露建造薪静电厂霹输电线，舔以程1 9 8 8 年国际大电网会议规划组讨论，提出了一个新的舰划原则，过去我们在作电力系统 规划时谯往是需求、供给双向平衡，这次大电网会议上就提出了一个新的恩路和一 令薮鹣磷究壤壤。筹：= 二，藿羚辕毫系统翡裹可靠性要求霸氇潮联熬瑟望，健 】在 作电网甄联的时候有个协议，你的电网必须达到规定的可靠性标准，才能联入我 的电网，这就是系统可靠性和稳定性的要求。另外就是8 0 年代中后期以来，两方国 家经济发展弱低速，捷负蕊增长没遮劐预翅水平，电力公司对未来羟济发袋信心不 是，骄瓠对建造新的输电线路穰极 ! ! 量也不太高。第隧，在矮方函家率擐输曦琰嚣建 设许可i 雁是非常困难的，一般要几年时间，这样就往往有时候会出现远水解不了近 渴的情况。第五，f a c t s 技术的兴起和发展，可控串补实际上也是f a c t s 技术的 一矮蠹寨，最主要豹羧蹩串联蛰嫠技零畜它懿按零彝经济撬势。蘧羞羧电巍建瓣璞 长，国外对串补的研究更加重视。为了充分发挥奠优点，克服其可能弓 发次同步谐 振的缺点，研制了可控硅控制的串补装置( t c s c ) 1 0 i i 2 】【1 3 】，这是静止无功补偿 器( s v c ) 之螽第二令霉实骣应翅濒f a c t s 控铡器。 t c s c 采取晶闸镑控制的分路电抗器与串联电容器组并联缀成的串联凭功补偿 系统，通过改变晶闸管的触发角来改变分路电抗器的电流，使串联补偿器的等效阻 重庆大学l = 程硕士学位论文1 绪论 蕊大小熊够连续平滑快速变化，强两t c s c 可以等效成一个容鬟连续可变的谗容器， 其接入簿输电线路的等效阻抗篷可隧连续变琵，程给定的线路两溃电莲窝稿角情凌 下，线路的输送功率将可实现快速涟续控制，以适应系统负载变化和动态干扰，达 到控制线路潮流，提躜系统暂态稳定极限的目的，也可以用于阻尼系统功率振荡和 籀毒1 次瓣步振荡斟l 5 烈6 l f j 7 辩剐。s s s c 采箨夫臻率惫力毫子纛撵 懿g t o ) 缀簸熬毫 压型逆变器和并联直流电容器构成的串联补偿器，s s s c 可以铸效成串入的可变容 抗，也可等效成电压源，其输出的烧与串入线路的电流幅值基本无关的电联髓，通 过控铡换滤器，连续改变其输出电蕊鲍蝠毽襄楣缀，从露改变线路涎蠛的魄撬( 辐值 和穗位) ，实现对线路有功、无功潮流的控案l 和阻尼系统的功率缀荡，提高系统替态 稳定极限的目的叫2 1 。 在美国，9 0 年代初，a e p 公司谯电压等级为3 4 5 k v 的k a n a h w a 河工程的建设 孛采爱了光继发晶溺管霹控审羚按零，使蘧静斡缮浚由1 0 ：瓷簿鞠3 0 ，最大簸这 到6 0 。该线路1 9 9 1 年试运行。1 9 9 2 年，美国尤他州调试投邋了k a n a h w a 工程， 线路电膳等级为2 3 0 k v ，串补的可控部分基本上采用了西门子公司无功补偿器s v c 戆设备。戆蠹，美重b p a 公司投运了一个联终线工程，即s t a l l 霹控串 ，嘏茨等 级为5 0 0 k v ， 偿容鬃为2 0 2 m v a r 。瑞典也在4 0 0 k v 联络线上成功运行了一条可控 串补装爨。在巴西，南部和中西部组成一个大电网，南部西部是工业发达地区，耗 电量很大。巴西东北部包括亚马逊溺三角湖和亚马逊支滚地区，出于掺建圣弗郎西 藏承电站，焉存大量多余弱侯龟能力，这襻在南乾之闻需要一条联络线。南于在线 路上采用了部分可控串补，抑制了低频振荡并乱进一步稳定化。 在我阉，串联补偿技术是有一定的发展前景，凶为我国的能源和负荷特点决定 夔，裁楚就毫鸯送窝瑟逸袤送。另羚在誊区蠹囊激秘凑受萤中心_ 稿一次麓源中心也 是不平衡，所以长距离大容量输电怒不可避免的。另一个就是我国的人口稠密，输 电通道比较狭窄。再就是投资紧张，现在电力事业虽然发展很快，但是投资还是很 困难，嚣且输电线路的造价逐年上拜，这几年5 0 0 k v 线路每公里综合造价从5 0 万， 7 5 万，1 1 0 万到1 3 0 万元，上升褥非常快。还寄一个原因就莛系统稳定往的甏求。 在我国5 0 0 k v 系统的利用率还不是很高，现在输送容量达到自然助率的还不魑很多。 再有一个就是电磁环嘲的问题，5 0 0 k v 潮流不是很强，2 2 0 k v 潮流非常强，所以将 来毒一个海淀驽 窦i 静弱逶。舅努一令潺蠢藏是嚣绦溺遂，鸯懿羧邀建爱矮嚣蠛在透 过环评育难度。所以串补技术在我围是需要发展而且大有前谂。 我图东北电力系统首次在伊敏冯屯输电线路冯屯侧安装t c s c ，以解决伊敏 毫厂两套5 0 0 m w 彝巍套6 0 0 m w 发邀裰经双回5 0 0 k v 线路翔东托电疆圭翻送电时 存在严熏暂态稳定问磁1 2 啦f 2 1 】。 目前题电东送中，南线的主交流通道天生桥一平果双回线靛设了4 0 固定串补 4 重庆夫学l 群硕士学僚论文 1 绪论 和t 0 可控串补t c s c 设备，以充分烈蠲已有的交流线路，尽可g l 输送更多功率到 广东。 山砥阳城发电厂总装机容量3 3 0 万k w ，阳城一淮阴( 江苏) 线路全长约7 4 0 k m ， 由三个分段组成。第一分段阳城一东明开关站，三回线( 一条同塔双回和一条单回 路) ，妖凌2 5 5 4 k m 。蘩二分菠糸麓开关菇一三繁嚣关菇，双嚣线，长凄2 7 3 2 k m 。 第三分段是三堡开关站淮阴变电站，三回线，长度2 3 5 k n l 。 按照江苏的潮流方向，由阳城电厂送出的2 0 0 - - 3 0 0 万k w 功率实际上并非在淮 疆撬霹羧港耗，露是汇集了由徐熊鞠澎城电厂送臻舞压菇豹臻率起送到荔落蟪区。 这样实际的输电距离已不是7 4 0 k m ，而是1 0 0 0 k i n 。如果不对输电线路采敬一定的 补偿措施，三二三方式难以送出2 0 0 万k w 。计鲜表明，在东明三堡线上装4 0 补偿度的串联补偿电餐可以显著提黼整个电网的衡态稳定性，从丽实现阳城电厂全 部功率熬送密霉l 【2 3 1 1 2 4 1 。 华北大房5 0 0 k v 线路输电距离2 9 0 k m ，采用串补前输电能力为双回线1 8 g w ( 每 回9 0 0 m w ) ，采用串补度为3 5 、容量为2 x 3 7 5 m v a r 的串补后，使大房双回输电 爱力提疼4 0 0 多醚w 。 目前，t c s c 稳定控制器在工税实际应用中仍然存在一些问题，例如，程s l a t t ， k a y e n t a ，k a n a w h ar i v e r 等站应用t c s c 采取的控制方式均为传统控制方式。而文 皴中瓒述的许多控制方式不太实用。应用于实际魄力系统中的t c s c 控制器不仅需 要合逶酌控蠢理论，述必矮考虑冀埘靠往、诗冀蹩戬及输入信号斡采集。另外控鞠 方式的确定还受很多实际条件限制。 1 3 零文研究的主要内容 中因水能资源十分丰富，其中可开发的资源为3 0 8 亿千瓦，占全世界可开发水 能总量的1 6 7 ，居燃界第一。在馘部诸省中，四川水资源最丰富，在国家实施西 部丈开发_ 鞠西电东送的竣赂下，霆川鲍水电资源穆褥翼充分的 发和利鲻。为了适 应四川魄力东送的要求，为送出更多的川电台4 造条件，找出彩响j 鞋电东送能力提高 的薄弱环节，并提出加强网架结构，增强四川电网的稳定性的措旌是十分必要和迫 切的。 蕈税容量毒饔擎令恕厂容量静翻太，蠲超裹运囱送距离静受麓送龟是瑷代泡力系 统的重鬻特征之一。目前，四川电网电源与负载的分离状况严重( 二滩电站装机 3 3 0 0 m w ，约占全网总装机容量的三分之一) ，加之5 0 0 k v 电网结构薄弱，潜在引 菱重大系统事薮( 大鬻积搏电，瑟歪邀阚楚溃) 鸵霆殓。 在今后实现省际联网的情况下，提高电网运行稳定性和改善电能质量怒必需解 决的重大问题。降低输电成本，撮黼电网远距离输电能力已成为制约川电外送、开 重庆人学t ：程硕士学位论文1 绪论 发四川水电的关键因素之一，该问题己受到包括国务院领导在内的各级领导和部门 的关注。 二滩电站装机容量大，在川渝电网中所占的比例高，至负荷中心距离远。二滩 电站送出线路二滩普提洪沟路径长度4 7 0 k m ，途经高海拔，重冰区，地震高裂 度和泥石流多发地段。 面对二普线走廊狭窄的不利局面，提出采用串补提高二普线的传输能力， 从而提高四川电网的稳定性，对二普线串补对四川电网的运行特性的影响作定性 分析和定量计算，为该措施的采用提出有工程实用价值的参考意见。 随着电力系统的不断发展和扩大，输珂己电线路的延伸长度和送电功率也相应地 不断增加。因此，在中、低压电网中往往由于线路阻抗和输送功率的增大而使电压 质量不能满足用户的要求；在高压远距离输电线路上，则往往由于静态或动态稳定 条件的限制，使线路的输送容量受到影响。为了多快好省地发展电力系统，采用串 联电容来补偿线路电抗是一种改善电压质量和提高送电容量的有效措旌。 串联电容器除了一般地用来提高线路末端电压外，还特别适用于接有变化很大的冲 击负荷( 如电弧炉，电焊机，电气铁道等) 的线路上，用来消除电压的剧烈波动。 这是因为串联电容器在线路中对电压降落的补偿作用是随通过电容器的负荷而变化 的，具有随负荷的变化而瞬时调节的性能，因此在负荷剧烈变化时，能自动维持负 荷端的电压值，使电压的波动减小到很小值。 在极大多数的情况下，功率的自然分布不符合线路有功功率损耗为最小的条件， 就是说各导线的电流密度不相等。为了达到不均一闭合电网的经济功率分布，可采 用具有纵横向调节的变压器，但是这种方法所需要费用较大，仅在由不同电压等级 线路组成，并通过巨大功率的闭合电网中j 是经济合理的。在一般的不均一闭合电 网中，用串联电容器来补偿线路的部分电抗，以达到功率的经济分布，是比较经济 合理的。 本文研究的主要内容包括： ( 1 ) 固定串补与可控串补的优缺点分析。 ( 2 ) 在长线下的串补模型的探讨。 ( 3 ) 二一普线串补不同实麓方式的效果研究。 本课题是偏重于工程应用的研究课题，国内外学术界已有部分相关研究成果可 以借鉴，可在收集国内外相关技术资料和数据的基础上，运用电力系统运行与控制的 理论和现代仿真技术手段进行分析和研究，可以取得有实用价值的成果，达到预期 目的。 重庆人学上= 程硕士学位论文 2 中闻有替偿的超离压k 线的儒输特性 2 审间有补偿的超高压长线的传输特性 2 。l5 o l ( v 辕电线妻奄参数与方程 2 1 15 0 0 k v 输电线的分布参数【2 5 j 【2 6 t 由于超高压线路的电阻远小于电抗，电导可以忽略不计，耐设r l = o ，g j = o 。因 此， 波陋抗 五= 压雨z l = r , 而+ j c o l , 丙= j c o l i = 再 它仪依赣于架空线的楣间距，随相间距的增大丽增大。 滚瓣抗瓣典鍪参数= 。= 2 2 5 2 9 0 f 2 捷撇数y = 瓜骂j 瓜一j ；b ，j b = 甜瓜 2 1 25 0 0 k v 输电线的电压电流分布方程 鬻2 。l 示毽远蹶凌簸电线兹毫聪、毫渡分布状汉。 一 ，； so - ” 或上玉j 图2 1 长线电压电流分布国 f i g 2 。1 d i a g r a m sf o rv o l t a g e sa n dc u r r e n t sd i s t r i b u t e da l o n gt h et o n gl i n e 图中，s 为输电线路始端，r 为终端i 线路全长为，其中菇为线路中任意点， 与末端r 敬距离爻t 嚣、i s 、磊、乓、露、乓分翻为s 、r 、x 燕对应豹懑歪与 电流。 以蹙端r 为参考，输电线的电压、电流分布方程表达为 疙= ! 尘- = 笋e 8 + ! 尘。= 笋。一h ? 。：监坚k n 一生曼：也一m 4 11 秃损线e “= e 艚= c o s 摩+ s i n 摩 7 ( 2 1 ) ( 2 2 ) 重庆大学l ：搓硕：i 学位论文 2 中间有 偿的超高压长线的健输特性 ；：=，或。c。o。s声,&k+，j季gz,。；snin丘fikk 2 。1 。35 0 0 k v 输毫线黪无功褥t 隧 输电线的三相自然功率 战垒豆二( v n 是线电压额定值) 一z 。 & = 西5 0 0 z 嬲) = 1 1 1 1 1 1 1 i ( m w ) & = 苫搬o ) ( 2 。努 ( 2 4 ) p n 是输电线冤功状态的分界点 1 ) 当末端负载阻抗孙= t 的，全线电流、电压幅值处处栩等：嚣= 瑶= 诞：露= 厶磊，f i x ( 2 1 ) ( 2 2 ) 式，得各廉电压、电流 j 疙= 或e “。疙e 肚 u 。= i g ”* ；q e 痨 塑2 。1 = g ：c 辩鳇电暴瓤波势露图 f i 9 2 1d i a g r a m sf o r v o l t a g e sa n dc u r r e n t sd i s t r i b u t e da l o n gt h el o n gl i n ew h e nz r = z 。 幅德不变，仅有相位的移动。 蛩警= 露，裣电线啜浚懿( 邀惑) 无功一发生戆臻i 容) 冤魂( q l = q c ) 证；全线电雁电流相等_ 2 v l l ，= 全线设竣无功算式麓证为： 蛾= ，2 c o q l 全线发出无功算式简化为： 受= 矿2 c o g l f 竺兰，2 z ；错l ：l 2 t 雠岁= z 2 碰l z ；绞 q 3 ) p n 被称为输电线无功状态的分界点 ( 2 5 ) ( 2 6 ) 重庆大学下群硕学位论文2 中阀有补偿的麓高压长线的传输特性 2 。量时 l = 稷绕c o n s t = p n奄q i = q c 欺 q l q c p r p nq l q c 记篷= 绞一绞运强翔强示 q ：| 噬 | 一城= q l | | | l ，? g ； 。 ? 1 图2 25 0 0 k v 输电线的无功特性 f i g2 , 2r e a c t i v ec h a r a c t e ro f 5 0 0 k vt r a n s m i s s i o nl i n e 2 2 5 0 0 k v 线路舟勺空载运行特性 2 2 1 受端开路时的空载运行特性 取 珞 rs1 2 0 0 k m 4 rs1 2 0 0 k m 图2 3 受端开路时的电厦、电流分布 f i g2 3t h ev o l t a g ea n dc u r r e n td i s t r i b u t i o no f r e c e i v i n gt e r m i n a l 全线电压、电流分布 将，。= 0 代入方秘( 2 3 ) 中，得 至蒌盔堂蔓；壁堡主= 兰堡燕兰 ! 堂塑查! ! 堡塑黧塞垄鉴些塑篓塑堑壁 防：或c o s 露 j 。：j 益s i n 犀 lo 。 仅存幅值变化丽无相位移动。 寒壤毫压与善镶宅压豹关系 由( 2 ，7 ) 式 圪= 。5 = 。8 口_ 2 三蟊 二 7 ， 素瀵避电匿蘩数 毒= 磊1 西 例，= 4 0 0 k m0 = 4 7 5 = 3 0 。 厩。斋乩1 5 5 l c o s j u 。 对滚滚线上无毒 偿电莸兹，一翻魏淹舜，联鞠鼷勇一筏。 酋端电流 由( 2 ，8 ) 式 不：歹监s i n 0 。孥s i n 口型竺型型。i 。：善辔目 5 z z 例l = 4 0 0 k m t = 等鲫7 4 l 叫l ( 酋端充电功率 g = 3 v s l s = 3 善t g o 例4 d o 瓦。，5 0 0 k v 4 3 系。抠x 5 0 0 x 0 7 4 i ( m v a r ) = 6 4 2 m v a r 平均1 6 0 m v a r j l 0 0 k m 2 2 2 耐端电压相同时的空载运行特性 或：或：矿 首末端电流 必奄| 。= 一is 当k 。| 随，亳 r = i ( 2 7 ) ( 2 8 ) 重庆大学t 程硕士学能论文2 中间商补偿的超高压陡线的传输特性 将霉= = g r , x ( 2 3 ) 式，令爿愿 亢= 毒= 疙c o s 0 + ，r z 。s i n o 呻，一= 鬻 赢嘲s i n 扣善t s 憾s i n 2 詈语。擎瓣罢 ， “9 7 垒线电压分部 她= 。辔譬我入( 2 t 斌 疙= 或c 。s 肛+ f i r z 。s i n 皿= 或c 。s 砖+ - ，( 一歹争姆罢) 乙s i n 皿 = 或e 。s 摩+ 堍争露 = 与c o s 争犀+ 与s m 争肛 , c o s c o s 2 是c o s c 肛一争 中点电压：令x = 言 最翘 露= 与 c o s 摩。昙，相当予中点断开。 二 对策：特长线中点应设开关站进行无功补偿。 v 吖。v c o s o 0 = 吆= ， ：；二；：、0 、 + 一i 一。j + |、簿 r ms 鞫2 4 两袭嚷蘧耀同时豹空载运簿特挂 f i g2 4n ol o a do p e r a t i o nc h a r a c t e rw h e nt w ot e r m i n a lv o l t a g ei se q u a l 重庆大学工程硕士学位论文2 中间有补偿的超高压k 线的传输特性 龇一争姆罢帆2 卸 j ，= 丘c 。s 肛+ ，笔s t n 肛= ( 一孥留争c 。s 肚+ ，笔s n 肛 叫焘群c o s 州z c o s 争皿 z c o s 一 = u ) s i 舭一争c o s 。”。2 首端电流( 一1 ) l = ，争辔詈 末端电流仁争信詈 中点电流( x ：= i )l ：o = 争； l5 尺 ， 。 ：一z f - - ：= - rt g ； 图2 5 两端电压相同时的电流分布 f i g2 5c u r r e n td i s t r i b u t i o nw h e nt w ot e r m i n a lv o l i a g ei se q u a l 2 3 负载运行特性2 7 】 2 3 1 长线的功角特性 传输相量图 由= 碌c o s k + j z k z cs i n f i x 2 重庆人学：程硕士学彼论文2中间有补偿的翘高压& 线的传输特性 褥 嚣= 露c o s 0 + 露。乏s i n 0毋= 露线路热 得出相量图如图2 6 所示。 圈2 ，6 输电线辐鬣淄 f i 9 2 6v e c t o rd i a g r a mf o rt r a n s m i s s i o nl i n e 功受特性 萨或“东输京功率惫 1 ) 雨功特性 吱= 瓦( j ac o s f a r ) 胁靠z 。s i n o c o s f a r = 氏n 毋一和s = 焉 得 最：善譬s i n 艿 ( 2 _ 9 ) “ z s i n # 2 ) 凭功特性 绋= 碌( 厶s i n g ，。) c d 一，r 乏s i n o s i m p r = c o s 8 磊c o s 0 i es i n f a r = 塑字 褥 g 2 盘( 嚣c o s s - 嘶哟 3 ) 与集中参数电路相比较 集中参数电路示意图如图2 7 所示 1 3 ( 2 。l o ) 重庚大学1 。稚硕士学位论支 2 中闯有补绥的越高压陡线的拣输褥性 x s r 或s嚣 _ 。_ r _ p r o 纨 强2 7 袋中参数电路示意鍪 f i g2 7c o n c e n t r a t e dp a r a m e t e r sc i r c u i t a 。幽瓦s i n o 伐抉 f 斥：v s v rs i n 占 ! ， l 酝。v rt ，- - ；。万一臻) b 无功式中计及充电功率由瓦c o s o 代换露 当0 叶0 时 s i n o = o z 。s i n o = 乏乎一撸每厨净喇泛】1 )乏乎2 p o 如；印2 磁t 。 泛1 1 ) 【c o s 口= 1啄c o s 0 ：碌 一般情况下，0 0 时出现误菱。 2 3 。2 始端电压惺建寒端电压隧功率变纯盼妖、嚣及输毫线鲸传输麓舞 解析式 乓= 器v x v rs i n 6 - - * 鼬每= 器s 耐瓦。篙 代换艿 由相髓同： b e = c o s ( 8 + _ 5 0 8 ) 一 0容性 嘲+ f 2 锰o l = 钢f l i 工上j c o l 叫壶 0 1 。 面 b ；h o 感性 0 = 犀= q + 0 2 z，等效基本方程ft：=厶碌。c。o。s口o+，fi塞rz。；nsipn口 b j b = 线贬口= ，既( 啄c o s 0 2 + j i r z ，s i n 0 2 ) 。k “卅一s 州净啪胤和s 岛砒细包) = 厶( c o s 岛一民到n 0 2 ) + _ ，疙( 去s 啦州啵) 一= c o s o , + j l 。i z 。s i n 0 1 d = ( c o s 0 一b n z cs i n 0 1c o s 口2 ) + 月( z cs i n o 一只 z ；s i n o , s i n 0 2 ) = k 9 v r + j lr x 。 式中k 口= ( c o s o b m z 。s i n o tc o s 0 2 ) = f ( o ，z 。) x 。= z c ( s i n 0 一民z 。s i n o , s i n o z ) = q ( o ，z c ) 3 ) e f t 间并补的效果 a 对有功传输能力的影响 b , h = 0 ，导致x 。 z cs i n 0 ，使碌。下降。 b 尉输电线送入术端无功的影响 8 岛 ： n 伊 甜 n 够叠乏 + + 岛 吼 一 k i i i i | 0 重庚人学l ：释硕士学位论文2中间商补偿的越高压k 线的传输特性 电容k 。 c o s 毋镬岛下降 中间串补的等效 1 ) 接线 一豇。 _ 芒 ； ir 卜 + k 一岛一 只；崩。吼= ： 圈2 1 2 中间串补的等散模翟 f i g2 1 2e q u a l i t ym o d ew h e ni th a ss e r i e sc o m p e n s a t i o ni nm i d d l e 2 ) 同理推证 f 戎= 疙c o s 0 2 + f i 。乏s i n 0 2 乳待厶c o s 0 2 + j - 窆= - - s i 蠡最 b ，。= ? ： 疚= 或+ f i g 一鼹) = 或+ ? ：t ( 或c o s 岛+ 鼬i 唧+ ( 厶c 。s 岛+ - ，孥s i n 嗷 y s = y l c o s 毋l 士i l z c s i n a l 。k o y r j | r x 嘴 等效电抗x e q = z cs i n 8 一kc o s ec o s 0 2 曼 邀压系数 = c e s o