在电力系统中装置同步调相机以维持系统的电压水平，同步调相机同样能改善系统的静态稳定。当电力系统运行方式改变时，通过调节同步调相机的励磁电流，以改变调相机的无功出力，从而将系统中某一节点电压维持在一定水平，以改善系统的电压质量。而调相机可以迅速动作，弥补系统无功缺额，在一定程度上补充瞬时无功功率，提高系统静态电压稳定裕度。......
2023-06-29
直流换流母线电压稳定裕度的计算方法
【摘要】：定义高压直流换流母线静态电压安全裕度为式中，PLmax为有效功率极限；PD0为特高压直流的初始功率。以国内某实际交直流混合电网为例，按上式进行计算，高压直流换流母线静态电压稳定裕度为118%，电压安全裕度为44%。无功功率的平衡控制对换流母线的电压稳定性较为重要，若不考虑无功平衡控制，例如在第三种情况下计算，有效功率极限仅为700多万千瓦，不能满足支路1 000万kW的电力输送要求。
换流母线是连接交流送端系统与高压直流系统的核心元件，该母线汇聚电网的火电和风电，同时通过换流变压器变换为直流电能进行远距离传输。在电压稳定计算中，把直流受端等值为交流负荷，同时在换流母线上增加虚拟负荷，来研究直流传输电力不断增加的条件下，换流母线的电压稳定性[10～12]。
定义高压直流换流母线静态电压稳定裕度为
式中，PL0max为PL0-V曲线的鼻点对应的最大恒功率负荷；PL0-V为曲线的电压下降到某个系统可接受的电压值对应的功率负荷；PD0为特高压直流的初始功率。
定义高压直流换流母线静态电压安全裕度为
式中，PLmax为有效功率极限；PD0为特高压直流的初始功率。
以国内某实际交直流混合电网为例，按上式进行计算，高压直流换流母线静态电压稳定裕度为118%，电压安全裕度为44%。
高压电网的电压稳定性与直流系统的运行方式和初始状态密切相关。分别设定高压直流运行在800万kW、500万kW和200万kW的状态下，同时保持交流断面功率均匀变化，在此初始状态下，分别计算电压静态稳定曲线，计算结果如图5.3、图5.4和图5.5所示。其三曲线对比如图5.6所示。
图5.3 特高压直流800万kW运行方式下换流母线电压静态稳定曲线
图5.4 特高压直流500万kW运行方式下换流母线电压静态稳定曲线
图5.5 特高压直流200万kW运行方式下，换流母线电压静态稳定曲线
图5.6 特高压直流800万kW、500万kW和200万kW运行方式下换流母线电压静态稳定曲线对比
从计算结果可以看到，随着直流送端电力输送容量的增加，特高压直流换流站母线电压的静态稳定性越来越差，在电力输送较轻时，换流母线的电压稳定裕度较大，随着直流输电容量的增加，换流母线的电压稳定裕度逐渐降低，但都能保证直流输送电力的需要。
无功功率的平衡控制对换流母线的电压稳定性较为重要，若不考虑无功平衡控制，例如在第三种情况下计算，有效功率极限仅为700多万千瓦，不能满足支路1 000万kW的电力输送要求。而在第一种情况下，初始状态无功平衡后，电压可以满足直流系统对电力的传输要求，为提高特高压直流系统换流母线的电压稳定性，需要做好换流母线的无功平衡控制和增加动态无功补偿装置。
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2023-06-29
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