静止同步串联补偿器的原理及应用

车双喜

(南昌大学，江西 南昌 330031)

1 SSSC的工作原理

静止同步串联补偿器是一种串联补偿装置，通过控制电力电子器件的通断，改变其输出电压和输出电流的波形，从而实现有功或无功的补偿或吸收。SSSC的结构比较复杂，主要包括：电源逆变器、变压器和直流环节等。

为了方便计算分析，现忽略线路电阻和SSSC等效阻抗，利用SSSC在电路中可等效一可控电压源的特点，可将图1所示电路化简。

图1 SSSC原理图

图2 等效电路图

(1)补偿前线路输送功率

(1)

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(2)补偿后线路输送功率

图3 补偿前相量图

图4 补偿后相量图

(3)

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综合上述各式可得：

(5)

(6)

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2 静止同步串联补偿器的作用

2.1 改变线路的传输功率

③当UC=0时，ΔP=ΔQ=0，SSSC工作在无功率补偿状态。

2.2 提高线路 X /R 的值

在电压等级较低的网络中，X /R 比值一般偏小，导致线路最大传输功率偏低。将SSSC 接入输电网络中就可以通过控制输入电压与电流的相角差来实现有功和无功的补偿，从而可以实现提高线路 X /R 比值目的[1]。

2.3 避免谐振

SSSC通过串联的方式与输电系统相结合，在容性到感性的范围内，向电路输入一可控的、与线路电流相角差为90°的补偿电压，通过改变电压幅值和相位，改变系统的有效阻抗。由于SSSC是通过改变输电网络的有效阻抗从而直接控制输电系统的潮流，所以它的控制效果要优于间接控制的 STATCOM。同时又因为SSSC是基于电力电子可关断器件的补偿设备，所以它不会像 TCSC 那样因为补偿度过高而出现次同步谐振(SSR)[2]。

3 静止串联同步补偿器的应用

2018年12月6日，220 kV静止同步串联补偿器科技示范工程在天津石家庄成功完成168 h的试运行，标志着全球首个静止同步串联补偿器正式投入运行[3]。