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2023-06-29
调相机对特高压直流系统电压稳定裕度的影响
【摘要】：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。
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。但在系统的各运行参量偏离其原始状态发生微振荡的过程中，由于调相机中各惯性环节的滞后作用，系统的运行方式也在不断变化和调整过程中，调相机并不能将其连接的母线电压维持在某一定值，但调相机的无功控制作用却有助于提高系统的静态稳定性。
调相机安装在换流站交流母线上，当直流负荷增加，对交流系统消耗的无功越来越大，而在动态过程中，直流系统的滤波器组来不及动作，换流站母线的无功缺额越来越多，对该母线的电压稳定性造成较大影响。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。
按无调相机和有调相机两种情况进行计算，计算中选取直流系统不同的运行状态，直流送电容量分别为800万kW、500万kW和200万kW。计算结果如图5.12、图5.13和图5.14所示。
图5.12 直流送电800万kW，考虑调相机调节作用和不考虑调相机调节作用两种情况下换流母线电压P-V曲线对比图
图5.13 直流送电500万kW，考虑调相机调节作用和不考虑调相机调节作用两种情况下换流母线电压P-V曲线对比图
图5.14 直流送电200万kW，考虑调相机调节作用和不考虑调相机调节作用两种情况下换流母线电压P-V曲线对比图
从计算结果可以看到，考虑调相机的动态调节作用，可以在一定程度上维持系统的母线电压水平，调节系统功率不平衡，从而提高系统的电压稳定性。同时，系统的电压稳定性与多种因素相关联，特别是与系统的运行状态、有功功率和无功功率变化等多种因素相关，调相机可以在一定程度上提高特高压直流送电系统的电压稳定性。值得注意的是，以上分析只是从稳态的角度定性的分析，严格意义上的分析还要结合交直流系统动态仿真研究[13]。
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