如何使用可控横向补偿技术来提升效率？

并联于线路任一中间点上的补偿装置（SC、SVC、STATCOM），如果既能作为无功负荷，又能作为无功电源，那么可以在线路所有的工作状态下稳定连接点的电压。此时线路被分为一系列的分段，这些分段两端的电压是不变的。

此时整个线路的输电能力将取决于最长分段的输电能力，则可以通过不降低线路的自然长度，而是降低最长分段的长度来提高整个线路的输电能力。因此在表达式（8.1）中，应该考虑的不是整个线路的波长，而是最长分段的波长。线路两端电压之间的相角差等于每一个分段电压之间相角差的和。

图8.6 在线路中点上借助于可控补偿装置来稳定电压

a）补偿装置分布图 b）无功和电压分布图

下面分析最简单的情况，当一个补偿装置连接到线路中心点时（图8.6a）。当P＞P_нат时，最大负荷状态下线路各个分段的电压和无功功率分布如图8.6b所示。

当U₁=U₂=U_cр=常数时，第一分段末端和第二分段首端的无功功率被确定为：

其中 P_*нб——线路的最大传输功率。

为了维持给定的电压值，邻近补偿装置连接点的线路各个分段的无功功率应该被补偿。因此为了保证U_cр=常数，所必须的补偿装置功率为

Q_∗КУ=Q_∗к1+Q_∗н2 （8.15）

线路各个分段两端电压之间的相角差和线路的总相角差，可以按照下式得到

应当注意的是，在此δ_S（线路的总相角差）可能比按照静态稳定条件确定的允许值大，尽管δ₁和δ₂比每个分段的允许值小。功率Q_КУ是在假设受端和送端系统母线上的无功功率平衡时被确定的，即送端和受端系统能够保证线路两端对无功功率的需求。

下面分析当线路被分成n个分段时，每个分段的末端（除了首端系统母线之外）安装有稳定连接点电压的补偿装置的情况（见图8.7）。其中，每个补偿装置功率按照如上所述的方式确定。当受端和送端系统母线无功功率平衡时，所有补偿装置的总功率可以按照下式确定

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图8.7 稳定线路几个点上的电压

a）补偿装置分布示意图 b）当P＜P_нат时，电压和无功功率曲线图 c）当P＞P_нат时，电压和无功功率曲线图

如果在系统母线需要安装补偿装置，将有

方程（8.14）和（8.15）是在假设所有的分段都有相等长度l_i=L/n，λ_i=λ/n的情况下成立的，并且所有分段两端的电压相等：U₁=U₂=U₃=…U_i=U_сист。

线路首端和末端电压之间的总相位角等于每个分段的相位角和

下面评估长度1000km（λ=60°）线路上所有被安装的补偿装置需要的总功率，对于不同状态，将线路分成三个相等的分段（n=3，λ_i=20°）。

空载状态（吸纳状态）：P_*=0；Q_i=tan（λ_i/2）。

所有被安装的补偿装置总功率为：

∑Q_∗КУ=2（3-1）tan（λ_i/2）=0.705

当在输电线路的受端和送端变电站上进行无功补偿时，补偿装置的功率在需求状态下增加到1.06Р_нат。

重载状态（发电状态）。计及20%的稳定储备系数，此长度无补偿线路所传输的最大功率为P_нб=0.924，即小于自然功率。当计及稳定储备系数时，按照单个分段长度确定的最大功率等于P_нб=2.34，超过了按照导线发热所决定的允许值（P_*=2.1）。因此，采取P_*нб=1.4，将输电能力提高到50%，由此

为了将线路的输电能力提高50%，要求安装总功率为0.723P_нат的中间补偿装置，线路的总相角差为δ_∑=86°，大于无补偿线路的允许角度53°。当必须进行无功补偿时，线路两端补偿装置的总功率增加到1.08P_нат，如此高的补偿装置功率降低了此方案的经济性。

在如上所述的方法中，为了简化而使用理想线路的无功功率方程，但是这个方法对实际线路也是适用的。对于实际线路应当使用方程（3.68）和（3.69）代替（8.14）。