8、利用STATCON通过PSS/E实现WAPDA电力系统电压控制措施

利用STATCON通过PSS/E实现WAPDA电力系统电压控制措施

1. 引言

在交流电力系统中，由于电力存储能力有限，电力的产生和负载必须时刻保持平衡。虽然电力系统在一定程度上具有自我调节能力，但这种调节的余量非常小。例如，当发电小于负载时，电压和频率会下降，负载也会相应减少以匹配发电减去传输损耗。然而，如果通过无功功率支持来提高电压，负载会增加，频率会持续下降，最终导致系统崩溃。

输电线路的有功功率损耗是由于常用的铝和铜材料并非完美导体，存在电阻。而无功功率特性则与导体的几何形状（主要是导体半径）以及导体的配置几何形状（各导体与地面的距离以及导体之间的距离）有关。输电线路的无功功率行为因其电感和电容特性而变得复杂。在低线路负载时，电容效应占主导，发电机和输电相关的无功设备必须吸收无功功率以保持线路电压在适当范围内；在高线路负载时，电感效应占主导，发电机、电容器和其他无功设备必须产生无功功率。电感和电容效应相互抵消的平衡点（即浪涌阻抗负载）通常约为线路热容量的40%。

目前的电力系统大多采用机械控制，虽然微电子、计算机和高速通信技术在输电系统的控制和保护中得到广泛应用，但操作信号多为机械信号，高速控制能力有限。而且机械装置不能频繁启动控制，因为与静态设备相比，它们很容易磨损。从动态和稳态运行的角度来看，系统实际上处于不受控状态。而在不进行发电重新调度或拓扑改变的情况下控制电力系统中的功率流，有望提高电力系统的性能。

灵活交流输电系统（FACTs）的概念于1988年由Hingorani, N.G.首次提出。随着现代电力电子技术的快速发展，许多先进的FACTS设备不断涌现。在WAPDA电力系统中，虽然使用断路器开关并联电抗器和并联电容器来满足电压控制要求，但STATCO