简介

静止同步串联补偿 装置 Jingzhi tongbu chuanlian buchang zhuangzhi

(static series synchronous compensator，SSSC )与系统串联，基于可关断电力电子器件组成的电压源换流器(Voltage Source Converter，VSC)，能够注入一个与线路电流成适当相角的电压的静止型同步无功电源。通过改变其输出 电压，可改变该输电线路的等效 阻抗，从而实现阻尼功率振荡、抑制次同步振荡、提高暂态稳定性等控制目标。

工作原理

假设送端电压幅值和受端电压幅值相等，即 = = ，送端电压与受端电压之间的相角差为 ，输电线路电抗为 ，则受端系统的有功功率 为

图1 电力传输的基本示意图

SSSC可注入一个滞后于线路电流90º的电压，等效成串联在输电线路中的容抗，此时称SSSC工作在容性补偿模式。当SSSS注入的交流电压超前线路电流90º时，可等效成串联在输电线路中的感抗，此时称SSSC工作在感性补偿模式。图2所示为接有SSSC的双端系统等效电路和相量图。SSSC的等效电抗为 ，则接入SSSC后，用 表示的受端系统有功功率 为

图2 接有SSSC装置的双端系统等效电路及相量图

根据图2所示的参考方向，可将SSSC等效为一个可控电压源，即

式中，K为可控制的、可正可负的实数，其最大值与最小值由SSSC 装置本身的补偿能力决定。当K为正时，SSSC相当于负的电抗，即相当于电容，此时SSSC工作在容性补偿模式；当K为负时，SSSC相当于正的电抗，即相当于电感，此时SSSC工作在感性补偿模式。用 表示的受端系统有功功率 为

设当 =0时，受端系统有功功率最大值为功率基准。当补偿电压 取不同标幺值时，接有SSSC双端系统的功角特性曲线如图3中所示。当 >0时，功角特性曲线比没有SSSC时的功角特性曲线上升了，只有在δ=180º时功角特性没有变化，这说明通过SSSC的正向调节可提高线路输送有功功率的能力。当 <0时，功角特性曲线比没有SSSC时的功角特性曲线下降了，只有在δ=180º时功角特性没有变化，这说明通过SSSC的反向调节可降低线路输送有功功率的能力。在δ较小时，送端向受端的输送功率可以为负，即线路反送有功功率。可见，SSSC不仅可控制线路潮流的大小，还可改变线路潮流的流向。

图3 接有SSSC两机系统的功角特性

SSSC主电路

由于输电系统的电压等级较高，SSSC通常通过串联变压器接入到输电系统中。如图4所示的三相桥结构只能补偿正序电压或负序电压而不能补偿零序电压，高压输电系统一般要求SSSC工作在三相电压对称的情况，因此，SSSC可采用三相桥结构。如图5所示的三单相桥结构可独立控制三相的补偿电压，即使输电线路电压出现不对称，也可进行补偿，因此，SSSC可采用三单相桥结构，不过电路结构更加复杂，成本会更高。

图4 三相桥结构

图5 三单相桥结构

实际工程的SSSC 装置容量往往很大，由于受到绝缘栅双极型晶体管（IGBT）、集成门极换流晶闸管（IGCT）、注入增强栅晶体管（IEGT）等电力电子开关器件的电压、电流和频率的限制，采用上述图示的简单结构很难满足大容量的要求。因此，在高压大容量的场合，主电路通常采用多电平、多重化、单相桥的 串联（即链式结构）等来实现。与静止同步补偿装置（STATCOM）类似，SSSC主电路结构也是多种多样的。