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图1为线路分布参数模型示意图,线路无功主要包括两方面:线路电感L0消耗的无功QL和线路电容C0提供的无功QC。若额定电压和线路流过电流有效值分别为UN和I,则:
可以看出,线路电容产生的无功QC仅与线路电压有关,与输送功率基本无关,正常运行的线路上,电压波动一般较小,故可认为QC不变。而输电线路电抗的无功损耗QL与线路电流I成平方关系,即与输送功率的平方成正比关系。
线路输送较大功率时,无功设备仅需向线路提供较小的无功容量即可达到无功平衡,例如线路在输送功率达到自然功率时,则不需要外界提供无功。故在线路输送大功率时,高抗提供的大容量感性无功难以平衡,从而会压低系统电压,对系统的稳定运行造成严重的影响。
由于特高压线路的安全性必须首先得到保证,即过电压的限制必须得到保证,所以大容量的高抗是特高压线路的必须配置,而功率输送则应做出妥协。因此,大容量的高抗成为了限制长距离特高压线路输送能力的一个重要因素。
综合上面的分析,结合特高压系统建模计算,可将上述几个因素对线路输送能力的影响表示为图2,其中功角稳定极限包含了上述的因素2和3。
图2线路输送能力的影响因素
线路较短时(小于80km),线路输送能力主要受热稳定极限的限制,即最大输送能力可达10000MW;对于中等距离线路(80~300km)来说,主要受无功平衡的限制,输送能力一般可达3000M~5000W;对于长距离线路(300km以上)来说,主要受功角稳定的限制,其输送能力一般低于4000MW。
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