（1国网新疆电力公司经济技术研究院 新疆乌鲁木齐 830016；
2.国网新疆电力公司 新疆乌鲁木齐 830063；
3.南京南瑞继保电气有限公司 江苏南京 211102）
摘要：STATCOM作为柔性交流技术的典型代表，具备电压调节和阻尼控制能力，从而改善电网运行工况，提高电网稳定水平及输电能力。本章结合新疆750千伏伊库线建成投运后存在的电源送出能力受限的实际情况，分析了STATCOM对提升断面输电能力的影响，结果表明STATCOM能够有效提升电网故障后的电压水平，抑制电网功率振荡，提升断面输电能力。
关键词：STATCOM；电压稳定；功率振荡；输电能力
1 研究背景
新疆750kV伊库线投运后，天山西环网形成，实现了南北疆电力互供、水电与光伏互补的格局，缓解了吐巴、凤苏伊通道送出压力。但750kV伊犁～乌苏～凤凰输电断面N-1故障，750kV电压跌落严重，且存在弱阻尼功率振荡，限制了南疆、北疆的清洁能源外送。为了提高新能源外送能力，考虑在750kV巴州站安装动态无功补偿装置，提高故障情况下的巴州750母线电压水平，提升南北疆断面输电能力。
2天山西环网断面送出受限情况分析
基于新疆2016年主网架情况，新疆天山西环网形成后，实现南、北疆电网互联，南北疆电网的关联性加强，发生750千伏伊苏线路故障跳闸时，会产生潮流大幅翻转，电网特性由孤网问题转变成南疆巴州低电压问题，南北疆断面输电能力被限制在了900MW。
3 计算条件
仿真计算基于PSASP软件，其的STATCOM基本控制模型，如下图所示：
上述仿真模型采用母线电压控制，以安装点（巴州66kV母线）母线电压作为控制输入，以巴州750kV母线电压作为控制目标。单套STATCOM容量180Mvar，且按双套配置。正常方式STATCOM按0 Mvar投入，正常运行时的电压控制主要通过固定电抗器调节，STATCOM针对正常电压波动可考虑微调。
4 STATCOM对西环网传输能力的影响
基于PSASP仿真软件以及新疆2016年电网数据，分析在750kV巴州变的66kV侧安装2套180Mvar容量STATCOM巴州变750kV侧故障低电压的作用，以及对750kV伊苏线+伊库线送出能力的影响。2016年电网网架结构如下：
4.1 STATCOM电压控制能力
750kV巴州变未投入STATCOM情况下，750kV伊苏线+伊库线送出功率900MW情况下，750kV伊苏线故障跳闸，巴州750kV母线电压跌落28kV，达到稳定极限，此时伊犁+南疆送出断面（750kV伊苏线+750kV巴库线+220kV输电断面）输电能力1920MW。当前方式下投入巴州变的双套STATCOM，750kV伊苏线故障跳闸，巴州750kV母线电压跌落6kV，STATCOM输出容性无功347 Mvar，抬升巴州750kV侧电压22kV。
STATCOM投入情况下，当750kV伊苏线+伊库线送出功率1350MW情况下，750kV伊苏线故障跳闸，巴州750kV母线电压跌落30kV，达到稳定极限，此时双套STATCOM输出容性无功342Mvar。即360Mvar容量的STATCOM的投入，使伊犁送出能力提升了450MW，此时伊犁+南疆送出断面能力2370MW。通过上述分析可以看出，双套180Mvar容量STATCOM抬升电压能力22kV，提高断面极限450MW。
4.2 STATCOM阻尼抑制能力
通过分析发现，随着网架的加强及断面输送能力的提升，天山西环网断面送出受限因素由750低电压问题最终发展为动态稳定问题（弱阻尼振荡），为了充分发挥STATCOM的作用，在网架发展到一定阶段时，可考虑STATCOM的附加反馈控制功能，STATCOM的控制模式由纯电压控制调整为电压控制+阻尼控制，从而增大系统振荡的阻尼比，进一步提升输电能力。
在750kV伊苏线+伊库线送出1660MW情况下，无附加阻尼控制的STATCOM能够维持巴州变750线电压，但此时系统存在弱阻尼振荡，振荡频率0.38Hz，阻尼比1.9%。若此时360Mvar容量的STATCOM考虑附加阻尼控制，采集750kV巴库一线有功功率作为附加控制信号输入进行仿真分析，将仿真所得巴州750kV母线电压波形与未采用附加阻尼控制情况的同一母线电压波形进行对比，0.38Hz振荡模式下阻尼比抬升至3.0%，如下图所示。
采用附加阻尼控制后，会对STATCOM增强系统同步转矩的作用有所削弱，与纯粹的电压控制相比，在一定程度上削弱了对系统暂态稳定性的作用。因此，附加阻尼控制的强度，应取决于电网的实际需要。当电网的阻尼较弱，且阻尼问题是制约电网输电能力的关键问题时，那么应当强化STATCOM 的阻尼控制，但不能以削弱同步力矩为代价（即比STATCOM安装前小），只能适当弱化对同步力矩的作用。
5结束语
综上所述，STATCOM的电压控制及阻尼控制均能够提高电网的稳定水平，提升天山西环网的送电能力，且STATCOM在提高系统同步转矩（针对暂态稳定性）和提高系统阻尼转矩（针对动态稳定性）两种作用之间，会存在着一定的相互制约关系。
参考文献：
[1]赵成勇，李丹等.含有STATCOM的高压直流输电系统控制方法[J].高电压技术，2014，40（8）：2440-2446.
[2]张勇，罗滇生等.STATCOM与传统电压无功控制手段协调应用[J].电力系统及其自动化学报，2015，27（12）：12-17.
作者简介：
宋新甫（1984.6-），男，工程师，主要研究方向：电力系统稳定分析与控制。
论文作者:宋新甫1,赵志强2,张艳2,王新宝3,王新刚2,左
论文发表刊物:《电力设备》2016年第24期
论文发表时间:2017/1/18
标签：阻尼论文; 电压论文; 能力论文; 断面论文; 电网论文; 母线论文; 送出论文; 《电力设备》2016年第24期论文;