用于提高输电能力的SVC选址方案__集群智慧云科服

摘要：安装SVC之前，采用连续潮流法计算系统的临界运行点，在临界运行点推导了节点线性参与因子的公式，选择参与因子最大的节点作为最有利于提高输电能力的SVC安装地点，并用算例验证了该方法用于SVC选址是有效的。
关键词：输电能力；静态无功补偿器（SVC）；最优安装地点；连续潮流法

 
SVC的基本功能是从电网吸收或者向电网输送可以连续调节的无功功率，以维持装设点的电压恒定，增大负荷裕度，并有利于电网的无功功率平衡。由于SVC可以给系统提供无功支持，从而改善潮流分布，因此，如果SVC的安装地点选择合适，就能在很大程度上提高系统的输电能力[1~2]。然而对于一个实际的系统，不可能采用仿真方法逐点测试。为了减少计算量，降低投资成本，很有必要对SVC的安装地点进行研究。
近几年来，国内外对该领域的研究已经取得了一定的成果：文献[1]用一个实际算例验证了安装SVC可以使输电能力有较大的提高，并指出研究SVC的优化配置以提高输电能力是很有实际意义的。文献[2]分析了安装SVC对于提高输电能力的作用，并以输电能力对节点电压幅值的灵敏度为指标选择SVC的安装位置。
综合分析上述文献，应用最多的SVC选址方法是模态分析法和灵敏度法，而模态分析法实质上是对灵敏度判据在雅可比矩阵的特征空间中作进一步的解剖，与灵敏度法相比，更能反映电力系统的实际。所以本文采用模态分析法，以系统最危险运行模式下线性参与因子最大的负荷节点作为SVC的安装位置。
1 SVC的静态模型
典型的SVC的单相原理图是由固定电容器组与晶闸管控制电抗器(Thyristor controlled reactor, TCR)并联而成的。它通过控制晶闸管触发角 快速连续的调节整个SVC等值阻抗的性质和大小，从而改变节点输出的无功功率。
SVC可以用电源模型、阻抗模型、变压器模型等来模拟，其控制模式也有多种。采用的模型和控制模式对于本文所采用的选址方法的计算结果基本没有影响。为了简单且不失一般性，这里将SVC等效为并联在负荷节点的可变电纳 。
SVC属于并联控制，常用于控制节点电压，以保证节点电压在合理的范围内。系统中装设SVC之后，只需在潮流方程中改变相应节点的边界条件，无需增加状态变量。一般在控制装置不越限的条件下，把被控节点直接设为PV节点即可，若发生无功越限，则该节点仍为PQ节点，只是无功注入必须加上控制装置无功输出的上限值或下限值。本文不考虑SVC装置的无功越限问题，所以将装设SVC的节点直接设为PV节点。
2  SVC安装位置的选择
2.1模式的线性参与因子

式(1)称为第 个状态变量对第 个特征模式的参与因子。
研究表明，当系统负荷以某种过渡方式逐渐加重时，系统总是以最小模特征值 所确定的模态首先发生电压不稳定。根据可行解域的边界性质定理可知，当系统达到静态电压稳定极限时，矩阵 奇异，因此，存在一零特征值(即 =0)。此时对于任意小的功率摄动都会引起状态变量的无限制漂移，这种情况对应于系统静态电压稳定的极限状态，它与灵敏度法的概念一致。因此，可以用 来间接地度量全系统的静态稳定裕度。
当系统处于电压稳定极限或临界运行状态时，对应的电压稳定裕度为0，此时，与 ( =0)强相关( 值较大)的节点构成系统的失稳区。 最大值对应的节点为系统首先发生不稳定的节点。
2.2对线性参与因子法用于SVC选址的验证
随着负荷的增加，系统的临界运行点通常在静态电压崩溃点附近，此时潮流方程的非线性特性变强，模式之间的相互影响急剧增大，而系统的线性参与因子是建立在对静态潮流方程进行线性化处理的基础上的，因此会导致计算结果不够准确。基于此，这里对常用的SVC选址方法做以下验证：根据线性参与因子法确定参与因子较