超高压远距离输电线无功补偿容量的实用计算

　　由此可见，网架规划和无功规划都是复杂的优化问题，随着计算机技术和智能优化技术的发展，目前这些工作都可以通过计算机完成，提高了电网规划的质量和决策水平。随着电力电子技术的发展，对超高压远距离输电线进行灵活的无功补偿成为可能，本文通过对超高压远距离输电线的运行分析，提出无功规划中补偿容量的实用计算方法。��

1超高压远距离输电线的运行分析
　　对超高压远距离输电线，不宜根据其物理长度来判断其为短线路、中长线路或长线路。为了进行准确分析，应采用分布参数模型，超高压远距离输电线示意图如图1所示，由《电路理论》可得到超高压远距离输电线的分布参数方程^［2］：
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　　下标S,R分别代表输电线的发送端和受端，发送端、受端电压分别为V_S，V_R；以受端为基准，距受端X处的电压、电流分别为V_x和Ix；受端电流为I_R。参数方程中的Z_C是输电线的波阻抗，β是输电
　
1.1输电线的无功特性
　　当输电线路的受端负载阻抗Z_R等于波阻抗Z_C，由于V_R=I_RZ_R，由参数方程（1）（2）可得全线的电压、电流幅值处处相等。输电线的等效电感吸收无功Q_L，等效电容发出无功Q_C，可以证明此时Q_L=Q_C，受端获得的有功功率V_N（V_N是输电线的额定电压），则受端获得的有功功率与输电线的自然功率相等。P_N是输电线无功状态的分界点［2］：当P_R>P_N时，Q_L>Q_C，线路吸收无功；当P_R<P_N，Q_L<Q_C，线路发出无功。因此，超高压远距离输电线在低负荷时会出现无功过剩，导致过电压；高负荷时会出现无功不足，导致电压偏低。这就是通常所说的远距离输电线在夜间出现过电压，白天高负荷时低电压现象。通常采用无功补偿设备来保证超高压远距离输电线在不同负荷水平下的运行电压在合格范围内。
1.2输电线的空载运行
　　设输电线长度为l，传播角θ=βl，输电线空载运行，受端开路，I_R=0，代入参数方程可得发送端电压电流为：
　　
　　为了使线路并列时两端电压差在允许范围内，在对超高压远距离输电线进行充电前应使充电端电压在由式（3）确定的规定范围内。对线路进行解列常操作时，为了使线路两端不过电压，解列前应控制电压在由式（3）确定的范围内。线路故障跳闸时，因为空载时首末端电压比值恒定，这往往在超高压远距离输电线继电保护中作为保护依据（受端跳闸后联跳发送端）。由式（4）得发送端有容性的充电电流，容性充电功率Q_S=3V_SI_S( V_S、I_S在三相系统中对应于发送端的相电压、相电流)。
1.3输电线的负载运行
　　输电线负载运行时，设V_S与V_R