FACTS第一章作业

U1jDULIdjU2答：如图所示 DULXI

U2U1cosdXIsinj

则U2处的无功电流为：Iq2Isinj(U2U1cosd)/X 而 U1sindDULcosjXIcosj

U2处的有功电流为；IP2IcosjU1sind/X

则U2处的无功功率为：Q2U2Iq2U2U2U1cosd/X 则U2处的有功功率为：P2U2Ip2U2U1sind/X 由于P1和P2相同，因此有PU1U2sind/X

4. 除了采用FACTS技术之外，试列出几种传统电能质量控制的方法。 答：传统的电能质量控制设备一般都是由无源元件或是带有旋转部分的装置所组成，大多通过调节发电机组的运行状态来实现。传统情况下有使用并联电容器、并联电抗器、变压器分接头等机械式稳定电压调整的装置。

或：1）通过并联电容器的方法就能够保证系统电压在规定范围内运行；

2）在输电线路上串联电容器可减少输电线路的阻抗，因而也能提高输电线路的输送能力。

3）移相变压器则是在输电线路送、受端之间引入相位偏移，因而也能达到控制潮流的目的。

或：其他一些类似的

6. 参考第8章的有关内容，说明相间潮流控制器（IPC）以及线间潮流控制器（IPFC）之间有什么区别？各起什么作用？

答：相间潮流控制器（IPC）是一种串联连接的有功和无功功率控制器，每一相中包含感性和容性支路，且各支路分别对应各自的相移电压。利用机械湖或电力电子开关调节相移位置和/或支路阻抗，可独立地设置线路上的有功和无功功率。在特定情况下，感性和容性阻抗形成共轭时，IPC就成为由其他端子上电压控制的无源电流源。

线间潮流控制器（IPFC）对各条线路具有独立可控的串联无功补偿的能力，使它能在补偿线路之间直接传递有功功率。IPFC的这种能力使它能平衡线路间的有功和无功潮流，通过有功功率的平衡疏通减少过负荷线路的负担，补偿线路的电阻性压降和相应的无功功率需求，增加系统在动态扰动下的整体补偿效果，保证补偿的有效性。

区别：IPC建立在串联控制器基础之上，一般只能增加指定线路输送功率，但不能控制线路的无功潮流，也不能适当地平衡吸纳路负荷。IPFC能平衡线路间的有功和无功潮流，通过有功功率的平衡疏通减少过负荷线路的负担，补偿线路的电阻性压降和相应的无功功率需求，增加系统在动态扰动下的整体补偿效果，并保证其有效性。

8. 某一辐射系统有3条传输线路，实际的负载需求如题图1-1所示。已知3条传输线的设计容量相同，线径也完全相同。设每条线路的原始额定容量为100MW，试根据需要对该系统重新进行设计。可选择本章所介绍的任一FACTS控制器、或它们的组合对该辐射网络进行优化设计，使之满足实际需要，并说明实施方案的原理，画出相关电路图。

题图1-1 实际的负载要求

答：可采用UPFC对功率进行调节，相关电路图如下所示：

P=25MWP=89MW负荷1负荷2P=110MW负荷3 原理：UPFC在线路上能以串联方式注入一个幅值和相位角完全可控的电压，并通过并联变

流器从交流母线给串联变压器提供必需的有功功率，以维持输电线路一般的有功和无功补偿。

其他的用到课本第 15 页图1-5 中的控制器的，原理说明合理可行的亦可。

9. 为什么HVDC不能算是真正的“电网”？在电力系统的潮流控制中，它能起到哪些作用？ 答：从某种意义上来讲，HVDC的换流站都是由电力电子器件构成的，似乎也应该属于FACTS的范畴——它相当于是用直流线路将整流器与逆变器连接在一起的输电系统，这个直流线路即是整流器的输出，又是逆变器的输入，但它是直流输电系统，而作为真正的电网，绝不能仅仅是由直流输电系统来构成，故HVDC不能算是真正的“电网”。

在电力系统的潮流控制中，HVDC可以降低线路的损耗，提高线路的供电质量。

10．就传输线而言，哪些传输线属于感性？哪些传输线属于容性？ 答：一般来说，架空线路属于感性，电缆属于容性。 或：一般超高压电网是容性线路，即末端电压比始端电压还高。220kv及其以下是感性线路，线路会产生电压降。

11．在电缆输电中，若输电距离较长，如超过100km，在没有采取任何措施的情况下，电缆输电能否完成输电任务？应注意什么问题？怎样解决？

答：不能。因为电缆相当于一个大电容，那么交流电缆的话就需要一个大的充电电流（无功功率）。因此，在长距离的电缆输电系统中，每隔15-20km应并联一个电感来减少充电电流，必须有一个合适的陆地空间来安放补偿电感。 或类似但合理的也行。