串联补偿度极限值探究

对输电线路进行串联补偿能显著地改善系统的性能，提高系统的运行效益，这可能使人们产生一种印象，觉得补偿是没有限度的，可添加直至100%的补偿都会有好处的，其实不然，有必要进一步研究线路的串联补偿度极限。下面以图4-5所示系统为例，将从理论上分析输电线路的串联补偿度极限。

图4-5 加串联补偿的输电系统简化图

对输电线路进行串联补偿的目的是优化输电线的输电能力。通过加串联电容器，可降低线路的净感性阻抗。

送端和受端电压定义为

为不失一般性，我们可令受端电压为参考相量，并定义

δ=δ_S-δ_R （4-15）

受端的视在功率为

这一结果还可以用线路阻抗角来表示，定义阻抗角为

(www.xing528.com)

因此，线路阻抗角也是串联补偿度k_nom的函数，于是受端功率可表示为

优化的目的是使受端功率得到进一步提高，受端功率为式（4-18）的实部，是线路两端电压幅值、整条线路的功率角δ和线路阻抗的函数，它可以通过这几个变量中的任意一个来优化。因为电压幅值变化幅度不能太大，所以它对输送功率的影响将受到限制。

而当δ=φ时，基于电压相角差δ的受端有功功率取得最大值，此时的视在功率为

式中，由于线路电抗值X仍然为变量，为串联补偿度k_nom的函数（X=（1-k_nom）X_L），式（4-19）仍然需要基于X进行优化。通过计算可得，当时，有功功率取得最大值，

此时的有功功率只与送端电压及线路的电阻有关。对应最大有功功率时的无功功率为

从式（4-21）可以看出，当改变串联补偿度使得受端的有功功率达到最大值时，受端需要提供大量的无功功率，因而是不现实的。

此外，由式（4-19）可以看出，在达到最大的输送功率时，若进一步增大串联补偿度，为保证最大输送功率，必须降低受端电压。当串联补偿度为100%时，若维持最大输送功率P_Xmax不变，则。显然，考虑将串联补偿度提高到100%是不可行的。