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基本原理：FACTS控制器

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：FACTS控制器对现有传输系统作用原理可以统一描述为一个并联电流源和一个串联电压源，如图4-26所示。表4-5 统一的FACTS控制原理式表明，并联部分、串联部分吸收或注入的有功功率必须得到平衡，这是基本的功率平衡要求。满足这种统一原理描述的几个主要FACTS控制器的控制变量见表4-5。表4-5 统一的FACTS控制原理对于带储能或有功发生环节的FACTS单元，由于加入了有功支持，式将不再满足，控制自由度更大。

FACTS控制器对现有传输系统作用原理可以统一描述为一个并联电流源和一个串联电压源，如图4-26所示。这与UPFC的原理十分类似。

如果忽略控制器本身的功率损耗且不带储能或发电环节时，FACTS控制器需满足

式中，和假设为基波正弦量，则稳态下可以用相量形式表达，分别为串联电压相量和并联电流相量。

图4-26 FACTS控制器的通用原理和相量图

式（4-59）表明，并联部分、串联部分吸收或注入的有功功率必须得到平衡，这是基本的功率平衡要求。同时还可以看出，有三个自由变量，即串联电压源的幅值和相位以及并联电流源的无功分量，控制这些自由变量即可实现输电线路的功率潮流（有功功率和无功功率）的控制。

满足这种统一原理描述的几个主要FACTS控制器的控制变量见表4-5。

表4-5 统一的FACTS控制原理

对于带储能或有功发生环节的FACTS单元，由于加入了有功支持，式（4-59）将不再满足，控制自由度更大。从表4-5中可看出：

1）统一控制器串联电压相量可以分解为与线路电流同相和正交的两个分量和，如图4-26b所示。当时，它等效为SSSC或TCSC等可控串联补偿控制器。同样，其并联电流相量也有类似分解，对其与线路电压正交的电流成分，相当于STATCOM或SVC等并联补偿控制器。

2）统一模型中，串并联部分的有功功率可以互相平衡，因而只要目标需要，其并联电流和串联电压的幅度和相位度可以改变。因而，各FACTS控制器都是UPFC的一个子集，一般只能控制单个的系统变量（阻抗、相角、无功）。而UPFC则可以同时实现对它们的控制，控制选择的方式更多，是最完备的FACTS控制器。

3）当中的同相分量时，此时的控制器具有线路电压和有功潮流调节功能。此外，串入同相的正负电压相当于插入一个无损电阻，具有系统谐振抑制和稳定作用。