8、利用STATCON通过PSS/E进行电压控制的措施

利用STATCON通过PSS/E进行电压控制的措施

1. 引言

在交流电力系统中，由于电能存储能力有限，发电和负荷必须时刻保持平衡。系统在一定程度上具有自我调节能力，若发电小于负荷，电压和频率会下降，从而使负荷降低以匹配发电减去输电损耗。但这种调节的余量仅有百分之几。若通过无功功率支持来提升电压，负荷会增加，频率持续下降，最终导致系统崩溃。

有功功率损耗源于输电线路常用材料铝和铜并非理想导体，存在电阻。输电线路的无功功率特性与导体自身几何形状（主要是导体半径）以及导体配置几何形状（各导体与地面的距离和导体间的距离）有关。其无功功率特性还受电感和电容特性影响，低负荷时电容效应主导，发电机和相关无功设备需吸收无功功率以维持电压；高负荷时电感效应主导，发电机、电容器等需产生无功功率。电感和电容效应相互抵消的平衡点（即波阻抗负载）通常约为线路热容量的40%。

如今的电力系统大多采用机械控制，虽广泛使用微电子、计算机和高速通信进行控制和保护，但操作信号多为机械信号，高速控制较少。机械装置还存在不能频繁控制的问题，因为与静态装置相比，它们磨损更快。从动态和稳态运行角度看，系统实际上处于失控状态。若能在不重新调度发电或改变拓扑结构的情况下控制电力系统中的功率流，将有助于提高电力系统性能。

柔性交流输电系统（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，涌现出许多先进的FACTS设备。在巴基斯坦水电开发管理局（WAPDA）的电力系统中，断路器开关并联电抗器和并联电容器用于电压控制，而静止同步补偿器（STATCON）是吸收和产生无功功率最经济的特殊手段。

2. 静止同步补偿器