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并联补偿

将具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路从而实现无功补偿的技术

并联补是指将具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路从而实现无功补偿的技术。在电网中安装并联无功补偿设备以后，可以提供感性负载所消耗的无功功率，减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗。并联无功补偿设备有并联电容器、并联电抗器或静止补偿器、STACOM、同步调相机等。并联补偿在电网无功补偿中应用非常广泛。

简介
电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性负荷，在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后，可以提供感性负载所消耗的无功功率，减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，这就是无功补偿。
把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，能量在两种负荷之间相互交换。这样，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。
例如：在负荷点或其附近装设电力电容器，可就近补偿无功功率，改善功率因数，提高电压水平；在超高压电网中，装设并联电抗器可以吸收长线路的无功功率，使沿线电压比较平稳。静止补偿器由并联电容器和并联电抗器组成，经可控硅进行控制，能攻击或吸收无功功率，起到减小电压波动以稳定系统电压的作用。
并联补偿的历史与现状
1964年，德国，世界上最早用于取代同步调相机的静止并联无功补偿设备。
20世纪70年代，出现了一系列晶闸管投切/控制的并联补偿设备，TSC、TSR和TCR等。
20世纪70年代中期，基于晶闸管的SVC开始在电力系统投入商业运行，到2004年，SVC工程有上千个，总容量达到100Gvar。
1980年，日本，三菱公司，世界上第一台基于变换器的静止同步补偿设备STATCOM。
1986年，美国，西屋公司，基于GTO的STATCOM，±1Mvar；1991年，三菱电机和关西电力公司，±80Mvar的STATCOM。
1997年，美国电力公司、西屋公司和EPRI， ±320MVA的UPFC。
我国自20世纪80年代从ABB，西门子等引进数十套SVC装置；1999年，清华大学与河南省电力局合作研制出首台大容量（±20Mvar） STATCOM。
无功功率对系统影响
造成设备的容量利用率下降
（1）额外占有供变电设备（主要是变压器和输电线）的容量，使其容量的有效利用率下降。
（2）若电力牵引负荷的功率因数为0.8（滞后），则无功功率占总容量的60%，有功功率占总容量的80%。
无功电流将增大电网的功率损失8
若分别记有功电流，当功率因数为0.8（滞后）时，通过供变电设备造成的功率损耗正比，比仅有有功电流造成的功率损失大56.25%。
增加用户用电点的电压损失
当经过供变电设备传输大容量、快速波动的无功时，用户用电点处将产生较大的、相应变化的电压损失。
并联补偿的调压原理
并联补偿通过减少线路传输的无功功率减少线路电压损失，从而起到提高受端电压的作用，线路损失为与串联补偿不同，串联补偿装置通常与负荷并联，就地提供所需的无功功率，并联提高电压的作用于线路电抗值有关，线路电抗值越小，其补偿效果越好。
并联补偿的特点
（1）只需要电网提供一个接入点，另一端为大地或悬空的中性点。
（2）接入方式简单，不会改变电力系统的主要结构；通过调节并联补偿输出，可以在系统正常运行时接入，甚至做到无冲击投入和退出。
（3）并联补偿设备要么只改变节点导纳矩阵对角线元素，要么可等效为电流源，便于分析。
（4）并联补偿对节点电压的补偿或控制能力较弱，适合于补偿电流。
（5）并联补偿通常能使节点附近的一定区域均受益，适合于电力部门采用；串联补偿更适用于特定用户的补偿。
（6）并联补偿设备需要承受全部的节点电压，其输出电流要么是由接入点电压决定，要么是可控的，因此，并联补偿设备的输出通常受系统电压的限制。
并联补偿的作用
（1）向电网提供或从电网吸收无功和/或有功功率。
（2）改变电网的阻抗特性。
（3）提高电力系统的静态稳定性。
（4）改善电力系统的动态特性。
（5）维持或控制节点电压。
（6）通过控制潮流变化阻尼系统振荡。
（7）快速可控的并联补偿可提高系统的暂态稳定性。
（8）负荷补偿，提高电能质量。
（9）输电网：改善潮流可控性、提高系统稳定性和传输能力。
（10）配电网：提高负荷电能质量和减小负荷对电网的不利影响（如不对称性、谐波等）。
（11）布置方式：受电端（负荷侧），长传输线中间增加变电站（即线路分段），并布置并联补偿设备。
并联补偿器的种类
按照所使用的开关器件及其主电路结构分
（1）机械投切阻抗型并联补偿设备，包括传统的断路器投切电抗器、电容器。
（2）旋转电机式并联补偿设备，如同步调相机。
（3）晶闸管投切/控制的阻抗型并联补偿设备，包括TSC、TSR、TCR及其综合体。
（4）基于变换器的可控型并联补偿设备，包括STATCOM、超导储能（ SMES）等。
按照并联补偿设备输出功率的性质分
（1）有功和无功功率并联补偿设备，如抽水蓄能电站、飞轮储能系统、SMES等。
（2）无功功率并联补偿设备，如同步调相机、可投切电抗器、SVC和STATCOM等。
（3）有功功率联补偿设备，如TCBR（节点接地阻抗）。
按补偿对象分
（1）负荷补偿：在用户内靠近负荷处对单个或一组负荷的无功功率进行补偿，以提高负荷的功率因数，改善电压质量，减少或消除由于冲击型负荷、不对称负荷和非线性负荷引起的电压波动、电压闪变、三相电压不平衡等危害。
（1）系统补偿：通常指对交流输配电系统进行补偿，目的是支撑电网枢纽点处的电压，提高系统的稳定性，增大线路的传输能力，以及优化无功潮流、降低线损等。
按应用系统分
（1）输电系统并联补偿设备：保证输电系统安全稳定型和提高传输能力；
（2）配电系统并联补偿设备：维持节点电压，保障用户的供电可靠性和电能质量等。
按并联补偿设备的电压等级分
（1）低压并联补偿设备
（2）中压并联补偿设备
（3）高压并联补偿设备
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