·4 La compensation d'Emergie reactive.~ pour un reseau de transport a longue distance

Methodologie et pratique adoptees par differents pays dans un cas pratique.~ Reactive compensation for a long distance transmission system~ Methodology and practice adopted by different countries in a practical case

par

JA JARDINI et IA ERINMEZRapport presente

a la demande du presidentdu Comite d'Etudes 38

(Analyse et techniques des reseaux)H. ELLIS

En septembre 1977, Ie Co mite d'Etudes 31 de laCIGRE « Planification des Reseaux » a decide d'(~tablirun Groupe de Travail pour etudier Ie, problemes lies a laplanification de puissance reactive et de tension dans Icsreseaux de transport a haute tension.

Le nouveau Groupe de Travail GT 31.01 «Planifica-tion de Puissance Reactive et de Tension) est convenud'un programme de travail en novcmbre 1978. A ceprogramme figurait la preparation dc deux exemples dereseau: I'un pOliant sur un reseau maille et l'autreconcernant des longues lignes de transport, qui permet-traient d'examiner sur une base commune, les principes etles pratiques des methodes de planification de la puis-sance reactive.

L'exercice 'sur Ull exemple 'de reseau de transport agrande distance a ete poursuivi au sein du Groupe deTravail GT 31.01 jusqu'au mois de septembre 1982. C'estalors que la CIGRE a reorganise les Comites d'Etudes etI'ancien Groupe de Travail a continue ses activites au seinelu CE 38 « Analyse et Techniques des Reseaux », en tantque GT 38.01 - Groupe d' Action n° I, «Besoins enPuissance Reactive des Reseaux ». Cinq pays ont participeit I'exercice elu reseau de transport a grande distance,introduit par Ie membre bresilien. Le present rappOiiconticnt un resume des contributions re<;ues et des dis-cussions qui ont ell lieu au sein du Groupe de Travail.

Bresil: N. de Franco; l.A. Jardini -- EletrobraslThemag,Canada: D. Mc Gillis - Hydro Quebec,

by

J.A. JARDINI and IA. ERINMEZPaper presented

at the request of Chairmanof study Committee 38

(Power system -analysis and techniques)H. ELLIS

The CIGRE Study Committec 31 on System Planningdecided in September 1977 that a Working Group should beestablished tn study reactive pnwer Gnd voltage planningproblems in high voltage transmission networks.

The new established Working Group WG 31.01 on"Reactive Power and Voltage Planning" agreed upon a workprogramme in l'..'ovember 1978. TIlis work programme inclu-ded the preparation of two lleiwork e--mmples ..one pertainingto a meshed network, and one on long transmission lines, onwhich principles and practices of reactive power planningmethods could be examined on a common basis.

TIle work on a long distance transnZlsslOn networkexample hos continued within the Working Group WG 31JiIuntil Sepumher 1982. At that timc C1GRE re-organised theStudy COll1millees, and the former IYorking Group continuedthcir work under SC 38 on Power System Analysis andTechniques as JVG 38.01, Task Force No. J, 011 "RcactivePower Requirements of Net\,>'orks". Five countries have beenparticipating in the long distance network exercise which wasintroduced hy the Brazilian member. TI1Is report contains asummary of tlie contriburiolls received and the discussionscarried out within the Working Group.

Reports on the exercise have been received from (hefollowing:

Brazil: N. de Franco; J.A. Jardini (Elelrobras/7hemog),

··1=~~

Republique Federale d'Allemagne: B. Ehmcke -Siemens AG,Norvege : N. Flatabo - EFI,Afrique du Sud : H.B. Norman, B.J. Evetts - Elec-tricity Supply Commission.

J. EXERCICE DU RESEAU DE TRANSPORT A LONGUEDISTANCE

Le but de l'exercice est de determiner les besoins decompensation de puissance reactive d'un reseau de trans-port a grande distance, destinee au transfert d'energieentre deux regions consommation/production denommeesici Ouest et Est. L'evolution de la compensation est aetudier pour trois stades du developpement du reseau.

Le stade I correspond a la mise en reuvre de l'intercon-nexion comme montre en figure 1 ou la charge dans laregion Ouest (jeu de barres A) db it etre alimentee par Iepare de production distant situe dans la region Est.

Au Stade II du developpcment du reseau, une centraleelectrique situee au jeu de barres A est mise en servicedans la region Ouest pour alimenter les charges locales etpour exporter Ie surplus de puissance vers la region Est.Par consequent, il y a une inversion dans Ie transit depuissance par rapport au Stade I et en moyenne, lapuissance exportee de l'Ouest vers l'Est s'eleve a environ800/900 MW entrant dans Ie jeu de barres B.

Au Stade III la centrale electrique de la region Ouestest agrandie. Les participants a l'exercice ont He priesd'expiorer deux options permettant de porter Ies expor-tations de l'Ouest vers I'Est de 1 400 it 1 500 MW entrantdans Ie jeu de banes B. La premiere option eta it derenforcer Ia compensation de puissance reactive et laseconde de construire line autre ligne sur Ie tronyonA-B-C.

Les participants it l'exercice ont ete invites a effectuerdes calculs appropries aboutissant a la compensation depuissance reactive necessaire pour les trois stades dedeveloppement, en indiquant la methodologie utilisee etla sequence d'etudes accomplie. En outre, des commentai-res ont ete demandes sur les valeurs optimales de latension de fonctionnemcnt et des rapports de transfor-mation duns Ie reseau.

Dans la determination des exigences relatives it lacompensation de puissance reactive, il a (,(e demande auxparticipants de se COnf0ll11eraux criteres suivants concer-nant Ie fonctionnement en regime etabli ct les surtensionssusceptibles d'apparaltre lors d'une mise sons tension delignes on lors d'un dtlestage. On a suppose qu'un accordavec les criteres enonces indiquait la stabilitc en regimeetabli du reseau.

Les criteres de planification it appliquer pour lesparticipants a l'exercice pourraient etre resumes commesuit:

Norway: N. Flatabo (E. F.I.),South Africa: H.B. Norman; B.J. Evetts (ElectricitySupply Commission).

3. THE LONG DISTANCE TRANSMISSION NET-WORK EXERCISE

The purpose of the exercise was the determination of thereactive compensation requirements of a long distancetransmission network whose aim is energy transfer betweentwo load/generation areas namely West and East. Theevolution of reactive compensation requirements was studiedfor three stages of system development.

Stage I network development corresponds to the imple-mentation of the interconnection as shown in Figure I wherethe load in area West (busbar A) is supplied by the remotegeneration park of area East.

In Stage II of the network development the power plantlocated at busbar A in the area West is commissioned tosupply the local loads and to export the surplus power to areaEast. The power flow in the network is reversed in relationto Stage I and on average the power exported from West toEast amounts to about 800/900 MW entering busbar B.

In Stage III of the network development the power plantlocated at busbar A in area West is expanded. The contri-butors to the exercise were requested to assess two develop-ment options to accommodate the increase in power exportsfrom West to East envisaged to be Ground 1400/1 500 Mr1~entering busbar B. The first option to be considered was theinstallation of further reactive compensation and the secondwas the construction of another transmission line betweenbusbars A, Band C.

The contributors were also requested to peiform appro-priate calculations arriving at the reactive compensationneeds for all three stages of system development pointing outthe methodology used and sequence of studies peiformed. Inaddition contributors comments on the optimal operationvoltage and transformer ratios in the network were requested.

In determining the reactive cornpmsation requirementsthe contributors were requested to conform to the followingcriteria in terms of steady-state operation and line energi-satfon/load rejection overvoltoges. Compliance with the statecriteria was assumed to indicate steady-state stability of thesystem for the purposes of this exercise. For the calculationof line energisation and load rejECtion overvo!tages fullaccount of generator and reactive compensation capability aswell as contra! action were to be assumed.

The planning criteria to be applied by the contributors wasstated a"sfolIows :

0WES E...T

U".lmM

® LTZ~~

E-'"•...eoM

® 13

Load & GenSiage 1 - year 1 10 3PeakLighlStage 2 - year 4 10 8PeakLighl

STAGE 1 STAGE 2 STAGE 3YEAR 1 T03 YEAR 4 TO 8 YEAR 9

LOAD PEAK LIGHT PEAK LIGHT PEAK LIGHT&GEN

II 408 208 2024 1500 2500 1850

Gl 0 0 3168 2650 4325 3515

L2 0 0 220 113 286 146,

l3 162 80 521 288 651 360

L4 264 113 501 238 651 278,

Gz 228 100 228 100 228 100

LS 172 75 257 102 334 132

GJ 1050 300 1050 420 1050 420

La 4817 2040 7095 3592 9223 4660

64 SLACK SLACK

-~j I

Configuration du resea!!, oO!lnees relatives il la cherge et la productionSystem: conficunltiNt, load and gellcration data

Charge prod.Stade 1 - annee 1 a 3PointeLegereStade 2 - almee 4 a 8PointeLeg<:re

Siage 3 -- year 9PeakLightWeslEast

Stade 3 - annee 9 -PointeLegereOuestEst

1. Niveaux de tension en regime de fonctionnementnormal (kV)

1. System voltage levels for normal system operationconditions expressed as kV:

Nominal Minimum Maximum

525 500 550230 218 242

2. La variation de tension en regime permanent due a lacommutation des inductances ou des condensateurs nedoit pas depasser 5 pour cent.

3. Mise sous tension - la tension aux extremites de laIigne mise sous tension, une fois que 1es transitoires ontete amortis,· ne devrait pas depasser 1,15 p.u. de lavaleur de reference (525 kV).

4. La tension Ie long de 1a 1igne a J'etude, une fois quetoute l'action de reglage de tension a eu lieu, ne devraitpas depasser 1,30 p.u. de la tension nomina1e (525 kV).

5. Le courant de 1igne ne devrait pas depasser les limitesde 1 800 A dans 1es conditions de fonctionnementnorm ales et de 2400 A dans les conditions d'urgence.

5.1. Parametres des lignes aeriennes

On a admis que 1es parametres de 1ignes aenennessllivants etaient val abies pour toutes 1es sections de 1ignede 1a figure I ainsi que pour toutes 1es autr~s sectionsconsiderees.

Resistance R = 9,16 X 10-6 p.u.lkm lIb d• -4 sur a ase e

Reactance X = 1,18 x 10 p.u.lkm 100 MVA 525 kVSusceptance B = 1,38 X 10-2 p.u.lkm '

5.2. Donnees de transformateurs

Les reactances en pourcentage sont basees sur 1esva leurs nominales de 1a puissance des transrormateurs etdu rapport des tensions de ceux-ci, comme suit:

2. Steady-state voltage variation due to reactor or capacitorswitching should not exceed 5 percent.

3. The voltage in the terminals of the energised line, aftertransients are damped out, should not exceed 1.15 p.u. ofthe nominal voltage (525 kV).

4. The voltage along the line under study, following loadrejection and after all voltage regulation action has takenplace, should not exceed 1.30p.u. of the nominal voltage(525 kV).

5. Line current should not exceed 1800 A under normal and2 400 A under emergency operating conditions.

5.1. Overhead Line Parameters

The following overhead line parameters were assumed forall line sections shown in Figure 1 and any additional linesections which may be considered:

Resista~ce R: 9.16 x 1O~:p.u./km ) on 100 MVA.Reacta"ce X - 1.18 x 10 ,p.u./km > 525 kV baseSusceptance B = 1.38 x 10-' p.u./km )

5.2. Transformer Data

Percentage reactances based upon rated transformercapacity for the particular stage of network development andvoltage ratio were given as follows:

Capacite nominale

Nom Reactance (%)Rated capacity Tension

Name Reactance (%) VoltageStade I Stade II Stade III kVStage I Stage II Stage III

-1; 12.0 - 4200 5250 525/13.8To 8.8 - 300 300 525/23073 8.8 600 900 900 5251230T,. 8.8 450 600 750 525123073 12.0 260 260 260 230/13.8To 8.8 900 900 900 525/230T, 12.0 I 200 1200 1200 230/13.8Ts 12.0 6000 8000 10500 525/13.8

5.3. Donnees de charge

Le facteur de puissance de 1a charge a ete suppose egala I pour to utes 1es charges sur Ie rcseau.

5.4. Capacite de production de puissance reactive

Les a1ternateurs ont f:te supposes eapables de produireet d'abscrber leur puissance reactive nominale a tous 1esniveaux de charge. Les facteurs de puissance en regime de

5.3. Load Power Factor Data

The load power factor for all loads on the system \Vasassumed /0 be unity power factor.

5.4. Reactive Power Capability of Generation

Generators were assumed to be capable of their ratedMvar generation and absorption at all loading lerels. The

.maximum leading (underexcitcd) and lagging (overexcited)

STAGE 3'STAGE 2STAGE 1

STAGE 3STAGE 2STAGE 1,

REACTIVE BALANCE AT BUSCAPACITIVE INDUCTIVE

MVAr MVAr

GENERATORREACTIVE CAPABIlITY

(MVAr)

lOAD

±2300±l4nO

±1500±l1OO

±80±80± 80

±350±350±170

±15QO±j3GO

±1050

Resultats en l)!o;-~lIance du Bresil dormant Is plllge des bcsoins en pUisslwce reacti"" 2 dwque jell de banespour chllque stade d~ den,loppement du r6seau

Results from Brazil gi!'ifig the t'lmge of reactive power reqllirements at each busbar for each stage- of lietwork development

.~~ __ ~ __ ~I C600

P l~B,.p~~Bt7TL!h~ 1;~~"'~~3\:~"i;M51~_~~ti lti:/~~

, I P!fi~ ~/n200 I 200

LEGENDP-PEAK LOADL-liGHT LOW

±114·±114±114

±520±52lJ±520

±4£OfJ±34tlO

I P l N

~~ihII 71\1t/1-100 0 100 200 300 400!--- AXEO .1.SWlTC~1!.j-- -- -- -- -- -- -- -- -- -- ---- ~ -- ----

~j

....:. 42

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-400 .3i\0

~~,~STAGE II !ASTAGE IU

.lbo 0

NI BUS 8

uioo

oI

-200

~i:~~:1t_--~k-/-';V~1~--~I~',;~{,<a:ll STAGE Illj [:;;1

-100 0 100 260 3110 400AXEO

100 200

AXED

STAGE ISTAGE IISTAGE III

-100 300 400 500

J swmHABLE Itt!t:Z e-01 _ QG=! 115 MVA!

STAGE ISTAGE IISTAGE III

-l()o 0

rII

-I-I.,

-J.,.swrrCHAB~-----!-_ ---1 ~ t 510 MVA_r _

~-+1I 0 QG= :t 30CO MVA!

-- -- -- ~ -- -- --- --- --- -+-

LEGENDP-f1AK lOADl-UGHT LOAD!HOlU.'!)o-DUTAGE Of 1 UNEQWC·ST~nC VAil CO~;PWSATVRQ.G-SUPTlIEO BY GE~EPJ,nON

ResuHp.ts en pwvcmalce de la RFA dOlmant la plage d~ puissance reactive requise Ii chaque jea de barres pour chaquc stade de rl(,Yel'}ppementdu reseau comprenallt Ie. qUllutitCS de compensation fixes, comnmtables ct variab!e~ reCOmfl12.11deesalnsi que la puissance rcactive fournie

par les alternateursResults from FRe giving the range of t'eactive power required at each bU.,oar for each stage of lie/work development including amounts of fixed,

switchable end vadoMe compensation recommended as well as reacth-e power supplied by getlemtors

~ 220

150 A...Jl"I\../.

A B C 0 E F

I ., I I I

1 INOT INDICATEDIN THIS STAGE

10110UA 150 B C D EJm.

-r-, -..,- r-Dn~,--~,I}/~ c150g ~150 150 ~~HiO r ?'-....\ //

150 150EACH 'T;;&? 2 Uf~ITS #" 2 Ur~ITSEACH

lOo~n PooC) 100* PooC)lEGEr~Ol-INDlC/\TES H~D!JCTIVE //iVAr (SHUNT REACTORS)C.-INDiC.mS CAP/\CITIVE MVAr (SHUNT CAPACITORS)SVC-INDICATES STATIC Vt,R COMPENSATORS WITH THE INDICATED RANGE

Compensation de puissance reaclhe recommundee - Schema du Sta(:e IHRecommended reactive cDmpensation - Stage III scheme

L indique les Mvar inductifs (bobines de reactance shunt) L indicates inductive Mmr (shunt reactors)C indique les Mvar capacitifs (condensateurs shunt) C indicates capacitire Mrar (shunt capacitors)

dephasage en avant (sous-excitation) et de dephasage enarriere (sur-excitation) sont supposes, tous les deux egauxa 0,9.

Cette Section contient les resumes des contributionspresentees par les participants a l'exercice pour discussionpar Ie Groupe d'Action.

6.1. Contribution du Bresil

Pour evaluer les besoins en puissance reactive dureseau, des calculs de repartition de puissance ont eteeffectues pour tous les stades de developpement etconditions de charge. A tous les jeux de barres, la tensionetait maintenue a environ 525 kV et les besoins en puis-sance reactive necessaire dans chaque jeu de barres pouratteindre cette condition etaient satisfaits. II convient denoter qu'au Stade III une ligne de transport supplemen-taire a Cte jugee necessaire entre les jeux de barres A, Bet C pour eviter une surcharge de la ligne. Les besoins encompensation de puissance reactive sont indiques a lafigure 2, de meme que la capacite de production depuissance reactive a chaque stade de developpement dureseau.

Les besoins en compensation de puissance reactive.ainsi calcules ont ensuite ete analyses pour definir la partde compensation fixe et la part variable necessaires achaque stade de developpement du reseal!. La valeurminima Ie de la compensation de puissance reactive pourun jeu de barres a defini la compensation fixe tandis quela difference des valeurs minimales et maxima!es a definiIa partie variable de la compensation. Lors de la definitionde ces besoins on a tenu compte des possibilites existantesdes generateurs.

La figure 2 montre la compensation de puissancereactive calculee pour chaque stade de d6veloppement dureseau. Le Tableau V indique Ie choix final de compen-sation pour Ie stade I de developpement en considerantIes unites de 110 Mvar et 220 Mvar comme etant lesreactances shunt reglables. Ce choix pour Ie Stade III estindique a la figure 4.

En ce qui concerne la planification de la reserve depuissance reactive, la pratique habituelle au Bresil consistea avoir disponiblc' une phase de la reactance fixe auxpostes munis de telles reactances. Dans Jcs stades II et IIIla reactance fixe de 110 Mvar pent etre consideree commereserve puisqu'elle peut etre deconnectee du jeu de barresC. II en est de meme pour la reactance fixe de 220 MVAqui peut etre egalement deconnectee du jeu de barres Edans Ie stade III. Ces configurations ont ete verifiees pardes calculs de repartition de puissance supplcmentaire etjugces acceptables.

La deuxieme Napc a consiste a tester la compensationde puissance reactive pour la mise SOlIS tcnsion des !ignes.Au Stade I, Ie systeme est mis sous tension depuis Ie jeude barres E ou F jusqu'a A. La mise sous tensior. depuisles ban'cs omnibus D n'a pas de etudice en raison de lapossibiJite rclativemcnt faiblc de production de puissance

6. SUMMARIES OF THE CONTRIBUTIONS RECEIV-ED

The following is a summary of the reports presented byindividual contributors for discussion by the Task Force.

6.1. Contribution from Brazil

The reactive compensation needs of the system wereevaluated for all stages of system development and loadconditions by carrying out the necessary load jIow calcula-tions. The voltage was held at around 525 kV at all busbarsand the necessary reactive compensation satisfying thiscriterion at each busbar were obtained. For Stage IIInetwork development an extra transmission line betweenbusbars A, Band C was included to avoid the line over-loading which would result. The reactive compensationrequirements calculated are shown in Figure 2 together withthe reactive power capability of generators for each stage ofnetwork development.

The reactive compensation requirements thus calculatedwere then analysed to define the fixed and variable portionsto satisfy the requirements of each network developmentstage. the minimum value of reactive compensation requiredat a busbar was defined as the fixed compensation with thedifference between minimum and maximum requirementdefined as the variable compensation. Due account ofgenerator reactive capabilities was taken in this process.

The reactive compensation calculated for each stage of thenetwork development is illustrated in Figure 2. Consideringunit sizes of 110 and 220 Mvar for fixed shunt reactors and150 Mvar for variable shunt reactors the final selection ofcompensation covering Stage I developement is given inTable V while that cOl'ering Stage III development is shownin Figure 4.

The common reactive reserve planning practice in Brazilis to make spares provision for a single phase of a fixed shulltreactor at the substations where sllch reactors are installed.Since in Stage II and Stage III development the 110 Mvarfixed shul1t reactor at bus bar C can be removed it can beconsidered as spare. This similarly applies to the 220 Mvarfixed shunt reactor at busbar E at Stage III of networkdevelopment. T7Jese configurations were checked by furtherload flow studies and were found acceptable.

The second step was to test the reactive compensation forenergisCition a/the lines. On Stage I the system is energisedfrom bwbar E or F up to A. Energisatioll from Gusbar D wasnoi considered due to the relatil'eZv low reactive capabilityof the generation aiD. To hr..l'e the necessary jIexibility forvoltage colitrol the energised network should be Forn only

reactive au niveau de ce jeu de barres. Pour assurer lasouplesse necessaire ou reglable de la tension, la mise soustension devrait etre realisee a partir d'une seule centraleelectrique. La compensation de puissance reactive s'estaveree satisfaisante pour la mise sous tensi9n depuis Ejusqu'a A utilisant seulement deux alternateurs en E reglesa une tension egale a 0,95 p.u. et la reactance reglable enpleine conduction. Pour les stades II et III du developpe-ment du reseau, la mise sous tension peut etre realiseedepuis Ie jeu de barres A avec deux alternateurs, lacompensation s'averant aussi satisfaisante.

La troisieme etape a consiste a tester la compensationpour un delestage. Le cas Ie plus critique a ete examine,notamment la suppression de charge au jeu de barres Adans Ie Stade I du developpement du reseau; la compensa-tion s'est averee suffisante pour s'assurer que les surten-sions ne depassent pas les crithes definis. Comme indiqueprecedemment, un autre cas important est celui du deles-tage au niveau des barres omnibusE dans Ie Stade I dudeveloppement du reseau; ici encore la compensation s'estaveree suffisante.

Enfin, il convient de noter que to utes les bobines de'reactance shunt sont connectees aux lignes a I'exceptiond'une seule reactance shunt reglable au jeu de barres D.Les etudes ant revele que malgre la possibilite de quelqueoptimisation supplementaire, les modifications de la com-pensation seraient faibles. Pour les prises de transforma-teurs, on a estime que, conformement a la pratiquebresilienne normale, Ie changemcnt de prises en chargeserait assure dans ce type de systeme avec une ·plage devariation suffisante. Par consequent, aucun effort n'a etefait dans ce calcul pour definir la plage de changement desprises.

6.2. Contribution du Canada

Afin d'evaluer les besoins en puissance reactive, descalculs de repartition de puissance ant ete effectues, enessayant de maintenir la tension a chaque jeu de barresautour de 525 kV. Pour aborder ce calcul, une bobine dereactance shunt de ISO Mvar a ete ajoutee a chaqueextremite des cinq lignes. Les besoins supplementaires enpuissance reactive ont He alors determines; ils sont indi'ques dans Ie tableau 1.

Dans Ie Stade III du deve10ppement du reseau, uneligne unique a ete consideree sur Ies tronyons A-B et B-C;bien que Ie courant de lignc corresponde approximative-ment it la capacite therrnique naminale enoncee, ce faitn'influe pas sur la methodalogie de planification depuissance reactive qui fait I'objet de cet exercice.

Se basant sur Ies besoins en puissance reactive indiquesdans Ie Tableau I, 13 compensation supp1cmentaire sui-vante est recomma ndee :

pour Ie Stade I du deve10ppement du reseau, l'instal-lation de deux compensateurs statiques au poste B etde deux compensateurs au paste C avec une plagenominale de 150 Mvar inductifs et 300 Mvar capacitifs.pour Ie Stade III, l'installation de deux ,::ompcnsatcursstatiques en plus, de 13 memc plage nominate ci-dessusau poste Ii et d'un seul compensateuf au roste c.Les reactances shunt et Ies compensateurs statiques

preconises pour Ie Stade I du developpement elu reseau

one generating plant. The reactive compensation was foundto be adequate for energisation from E to A using only twogenerators at E set at 0.95 p.u. voltage and the controllableshunt reactor at full output. For Stages II and III of thenetwork development. energisation can be made from busbarA with two generators with the compensation provided.

The third step was to test the compensation for loadrejection. The most critical case was considered the loadrejection at busbar A in Stage I of network development andthe comp~nsation was found adequate to keep the overvolta-ges within the criteria. As indicated previously anotherimportant case is the load rejection at busbar E in Stage Iof the network development and again the compensation wasfound to be adequate.

Finally it should be noted that all shunt reactors areconnected to the lines except for one controllable shuntreactor at busbar D. The studies indicated that althoughsome further optimisation was possible the changes in theamount of compensation would be small. It was assumedthat according to normal Brazilian practice load tap chan-gers with sufficient range would be provided for the trans-formers. Hence no effort was made in this calculation todefine the tap range.

6.2. Contribution from Canada

In order to evaluate the reactive requirements, load flowcalculations were carried out holding the voltage at eve/)'busbar at around 525 kV. To start this calculation a shuntreactor of 150 MIlar was added at each end of the five linesections. 171C extra reactive compensation requirements werethen calculated as shown in Table 1.

In Stage III of network development only one transmis-sion line was considered on line sections A-B and B-Calthough the line current is above the thermal rating stated,this does not influence the methodology of reactive planningwhich is the subject of this exercise.

Based on the reactive requirements shown in Table 1 thefollowing additional compensation was recommended:

- for Stage I of the network development the installationof two static val' compensators at substation B and twoat substation C with a rated 150 Mvar inductive and300 Mvar capacitive range.

- for Stage Ill, the installation of t,vo more static varcompensators of the same rating as above at substationB and one more at substation C.

The shunt reactors and the static compensators propo~edfor Stage I' of network development were found to be

Exigences relatives a la compensation supplementaire de puissance reactive conformement aux calculs effectues par Ie CanadaAdditional reactive compensation requirements from calculations by Canada

~

Stade I Stade II Stade IIILoad Stage I Stage II Stage III

Jeu de de pointe Legere de pointe Legere de pointe LegerebarresBusbar Peak Light Peak Light Peak Light

A 51 97 -107 -110 -468 -445B 147 206 2 -321 -873 -912

C 3 71 -125 -197 -346 -475D -3 117 119 16 80 -125

E 187 231 159 57 153 -98F 52 86 -127 -119 -123 -205

Note I : Les exigences de compensation ont ete obtenues apres l'emplacement des reactances shunt de puissance nominale 150Mvarit chaque extremite des cinq tron90ns de ligne pour tous les trois stades du developpement du reseau.

Note 2 : (+) indique Ie besoin en Mvar inductifs(-) indique Ie besoin en Mvar capacitifs

Note I : The above compensation requirements were obtained nfter locating shunt reactors of 150 Mvar rating at each end of the jiveline sections for all three stages of the network development.

Note 2: (+) indicates inductive Mrar requirement(-) indicates capacitive M~'ar requirement

ont W~ juges adequats tant pour les conditions de tensionque pour les conditions de deles/age.

A tous les stades, un seul compensateur statique dereserve dans chaque poste etait prevu. Dans Ie Stade III,cinq compensateurs seulement sont necessaires pour four-nir la puissance reactive requise aux jeux de barres B etC. On a par consequent recommande sept compensateursafin d'assurer la disponibilite de cinq compensateurs laplupart du temps. En fait, si I'indisponibilite de chaquecompensateur est estimee egale a 5 pour cent (basee surles transformateurs de couplage), la probabilite d'avoir aumoins cinq compensateurs en service a un moment donnesera alors egale it 99,6 pour cent, cette valeur dantconsideree satisfaisante.

Etant donne que Ie cout d'une compensation depuissance reactive est estime a environ 10 pour cent ducout du reseau dans ce cas particulier OU il est necessairede construire de longues !ignes de transport, il n'y aaucune raison de chercher a ameliorer Ie caIcuI afin dereduire Ie. montant de la. compensation de puissancereactive, ce!Ie-ci Hant d'un cout tres faible.

6.3. Contribution de Republique FMirale d'Aliemagne

Pour evaIuer les besoins en puissance reactive, descalculs de repartition de puissance ant ete effectues pourles trois stades de developpement du reseau et desconditions de charge donnees avec la tension des banesomnibus maintenue a 525 kV environ. Vne seconde lignea ete ajoutee depuis Ie jeu de barres A jusqu'a B et C dansIe Stade III au d6veloppement du reseau, pour eviter lasurcharge, ainsi que pour des raisons de fiabilite. Pour cecas, on a aussi determine les besoins en puissance reactivelors du declenchement d'une ligne. Outre les calct:lsrelatifs aux conditions de mise sous tensioI11tvec lesquclIesde plus hauts niveaux de tension (I,15 p.u.) sont accep-tables, des ca!culs supplementaires ont ete effectues afinde definir les hewins en puissance reactive conformemcntau>: criteres relatifs aux conditions de charge nulle. Lafigure 3 montre les besoins nets en puissance reactivecalcules pour chaque stade de developpement du reseal!.

sufficient for both the line energisation and load rejectionconditions.

In all stages of network development one spare staticcompensator at each substation was provided. In Stage IIIonly five compensators are necessary to supply the reactiverequirements of busbars Band C. 17lerefore, seven compen-sators were recommended in order to have the availabilityof five, most of the time. In fact, if an unavailability of eachcompensator is considered equal to 5 percent (based oncoupling transformers), then the probability of having at leastfive in service at a given time will be 99.6 percent and thiswas considered adequate.

Since the cost of the reactive compensation is estimatedat about 10 percent of the system cost in this case where along distance transmission system has to be built there is noincentive to improve the calculation in order to reduce theamount of reactive compensation due to its low cost.

6.3. Contribution from Feil.eral Republic of Germany

To evaluate the reactive compensation requirements loadflow calculations were carried out for all three stages ofsystem development and given system loading conditionsholding busbar voltages around 525 kI'~ A second transmis-sion line between busbars A, Band C in Stage III of networkdevelopment has been added to counter line overloading andfor additional reliability. For this case, reactive powerrequirements under line outage conditions were also calcu··lated. In addition to the calculations for the line energisationconditions where higher voltage level.~ (J.J 5 p.u.) are accepta-ble further calculations \vere carried out to define reactivecompensation requirements under no-load cOl:ditions on thesystem. The net reactive compensation requirements calcu-lated. are shown in Figure 3 for each stage of networkdevelopment.

Dans cette figure 3 sont egalement indiques la taiIle dela reactance shunt fixe de la reactance shunt commutableainsi que des divers elements de compensation statiquenecessaires aux besoins en puissance reactive. Vne taiIIeunitaire d'environ 150 Mva a He adoptee pour les reactan-ces shunt fixes ou commutables les reactances fixes etantsupposees connectees aux extremites de lignes et lesreactances commutables aux barres omnibus. Les unites decompensateurs statiques ont ete choisies avec une plagenominale de 100 Mvar inductifs et 200 Mvar capacitifs,bien qu'il ait ete reconnu que des unites plus grandes avecune plage de 150 Mvar inductifs et 300 Mvar capacitifspouvaient etre utilisees. La compensation retenue pour les3 stades de developpement du reseau est indiquee dans Ietableau II.

Figure 3 also gives the size of fixed shunt reactor,switchable shunt reactor and static var compensator elementsmeeting the reactive compensation requirements. For thefixed and switchable shunt reactors a unit of size of150 Mvar was adopted. Fixed shunt reactors were assumedto be connected to line ends with the switchable onesconnected to busbars. For static var compensators a unitrange of 100 Mvar inductive and 200 Mvar capacitive werechosen although units with a larger range (150 Mvar in-ductive and 300 Mvar capacitive) could also be used. Thereactive compensation selected for all three stages of systemdevelopment is given in Table II.

Resume de la compensation totale requise de puissance reactive scIon les calculs effectucs p2r hi RFASummary of total reactive compensation requirements from calculations by FRG

Stades I et 11 Stade IIIStages I and II Stage III

Jell de barresOll extremite Reactance shunt Reactance shunt

de ligne Shunt reactor Shunt reactorAt Bus

or Line End Fixe Commutable SVC Fixe Commutable SVCFixed Switch able Fixed Switchable

A 150 150 2 x 150 150B 2 x 150 3 (IOOL/200e) 4 x 150 5(100L/200e)C 2 x 150 2 (l00L/200e) 3 x 150 4 (l00L/200e)D 2 x 150 150 2 x 150 150E 2 x 150 ISO 2 x 150 150F 150 i x ISO

Note: Pour les Compensateurs var Statiques (SVC)L indique la plage de Mvar inductifs (c'est-it-dire inductance shunt)C indique la plage de Mvar capacitifs (c'est-a-dire condensateur shunt)3 (J GOL/20Ge) indique 3 unites SVC avec une plage de 100 Mvar inductifs et 200 Mvar capacitifs.

Note,' For Static Val' Compensators (SVC)L indicates the inductive Mmr (i,e, shunt reactor) rangeC indicates the capacitive Mvar (i.e, shunt capacitor) range3 (lOOL/ZOOC) indicates 3 SVC units of 100 Mvar inductive and 200 Mvar capacitive range.

Cette compensation comprend une reserve pour lacompensation statique aux jeux de barres B et C. Lacapacite de production de puissance reactive des genera-teurs est suffisante pour foumir une compensation ade-quate, en cas de panne sur un circuit au de dCfaillance decompensation aux jeux de barres auxqucls ces dispositifsde compensation sont COtmectes.

Les resultats des etudes de mise sous tension antmantle que les reactances shunt fixes sant suffisantes pourmaintenir les surtensions a I'interieur des limites confor-mes aux criteres proposes a condition que la tension aI'extremite de depart ne soit pas superieure a la tensionnominale (l p,u.). Le systeme peut etre mis sous tensionentierement depuis Ie jeu de banes F dans Ie stade I etdepuis Ie jeu de barres F au A dans les autres stades dedeveloppement du reseau, Si des difficultes que!conquesapparaissent, on pouna utilisr la source generatrice auxjeux de barre D et E ainsi que les reactances shuntcommutables,

Sur Ie plan du dele stage, on a pu noter que si Oil utiliseuniquement les reactances shunt fixes, on pourra s'atten-dre a des problemes de surtcnsion en raison de la faible

The reactive compensation selected and shown in Table 2includes reserve for the static var compensators at busbarsBand C. The reactive capability of generators is suftlcientto provide compensation for single circuit and busbar connec-ted reactive compensation outages.·

Line energisation studies have indicated that the fixedshunt reactors are sufficient to contain overvoltages wellwithin the specified criteria provided that sending end voltageis not larger than nominal (l p.u,) voltage. The system canbe completely cnergised from busbar F as Stage I develop-ment and from either busbar A or F at subsequent stages ofnetwork del'elopment. Should difficulties arise the generationat busbars D and E as \Veil as the switchable shunt reactorscan be used to energise the system.

In terms of load rejection it was noted that if only thefixed shunt reactors y,'ere utifised then Gl'en'oltage problemsare likely to arise due to the low shol'! circuit capacity. 17/l1s

'"puissance de court-circuit. C'est pourquoi, l'applicationd'un equipement SCV a reglage rapide et a capacite eleveede surcharge inductive a ete adoptee comme moyen Ie plusapproprie pour Ie contrale des surtensions. Ceci a etedemontre a I'aide d'un programme transitoire prenantcomme exemple Ie delestage au jeu de barres A en regimede faible charge.

6.4. Contribution de Norvege

Le caleul a ete effectue uniquement pour Ie Stade I dudeveloppement du reseau dans Ie but de determiner lacompensation de puissance reactive necessaire pour ob-tenir:

a) une compensation' minimale;b) des pertes de transport minimales.

La compensation de puissance reactive minimale estrealisee en reglant la tension a sa valeur minimale a tousles jeux de barres, tandis que les pertes de transportminimales sont realisees en fixant la tension maximale atous les jeux de barres.

Les resultats sont indiques dans Ie tableau III [A]ci-dessous.

On peut voir qu'une compensation de puissance reac-tive beaucoup plus grande est necessaire pour obtenir despertes minimales. Cette compensation de puissance reac-tive calculce n'a pas He verifiee en ce qui concerne laconformite aux criteres de tension relatifs a la mise soustension et au delestage. Ce resultat est neanmoins utiledans la determination des quantites de compensationvariables et fixes 11allouer aux barres omnibus indivi-dueHes.

static var compensation equipment withfast control and highinductive overload capability were chosen as most suitablemeans for controlling resulting overvoltages. This was veri-fied by a transient study taking load rejection at light loadat busbar A as an example.

6.4. Contribution from Norway

The calculation was made only for Stage I of networkdevelopment and aimed at determining reactive compensa-tion necessary to obtain:

,aJ minimum compensation;bJ minimum transmission losses.

The minimum reactive compensation is achieved bysetting minimum voltage at all busbars, whereas minimumtransmission losses are achieved setting maximum voltage atall busbars.

It can be seen that much larger reactive compensation isnecessary to obtain minimum transmission losses. Thereactive compensation calculated was not checked for com-pliance with energisation and load rejection voltage criteria.This result is nevertheless 'useful in determining the amountsof variable and fixed compensation to be allocated atindividual busbars.

TABLEAU III [A] - TABLE III fA}

Resume de la compensation de puissance reactive totale requise selon les calculs effectues par la NorvegeSummary of total reacth'e compensation requirements from calculations by Norway

ConditionCalcul P.R. totale P.R. totale Penes totales

de charge de minimisation Reactance shunt generateurs To/al lossesLoad condition Calculation Total shun/ Toral generator (MW)minimising reactor fdvar Mvar

de pointe/peak Compensation 1 539 450 4.4de pointe/peak Penes/ losses 2284 444 3.7Legere/ light. Compensation 1925 494 1.3Legere/ light Perlcs/ losses 2756 210 0.9

TABLEAU III [B] - TABLE III iE}Allocation de la partie fixe de la compensation par reactances Shunt

scion les calculs effce(u£s par la NorvegeAllocatioJi of the FIXed part of tit:! shunt reactor compensation from calculations by Norway

--[' Compensation de puissance reactive Mvar-iJeu de Reactire compensation Mrar ~

~~~~~r ~CJw,gc dc poimcl P,o' lood C'w,gc /OF'" '"",--M' M' p('rtes M' C M' penes~mp. lfL loss Ill. amp. _~~

A 278 358 321 394Interm. 204 264 236 290

B 283 366 328 402----- _._--- --- -------C 314 361 535 418D 148 221 177 293

Interm.2 158 251 137 319E 0 262 0 406F 0 0 0 0

-----Total 1 385 2083 1 734 2522

La partie fixe de la compensation individuelle assureepar des bobines de reactance shunt a chaque jeu de barresest indiquee dans Ie tableau JIIB. Un systeme etenducomportant deux jeux de barres intermediaires a ete utilisepour les calculs. Lepremier etait situe entre les jeu debarres A et B, Ie second entre les jeux de' barres D et E.Le Tableau V donne Ie resultat des calculs des besoins encompensation de puissance reactive assuree par reactanceshunt fixe et variable a pa11ir du tableau JIIB. On n'a pasessaye de normaliser les tailles des bobines de reactancepour determiner ces besoins.

6.5. Contribution d'Afrique du Sud

Des calculs preliminaires ont ete effectues pour definirla compensation de puissance reactive, uti lis ant desdiagrammes circulaires et des equations reliant les ten-sions des extremites de depart et d'arrivee a la puissancetransportee maximale.

Le systeme etendu considere comportait deux jeux debarres intermediaires. Le premier de ceux-ci etait installeentre les barres omnibus A et B, tandis que Ie deuxiemeetait installe entre les barres omnibus D et E. Dans cescalculs on a considere, tant pour Ie regime de chargelourde que pour celui de charge legere, un echange de900 MW dans Ie Stade JI et 1 500 MW dans Ie Stade IJIau jeu de barres B.

Les criteres suivants, en plus de ceux proposes, ont eteappliques:

la variation de tension it n'importe quel jeu de barresne devrait pas depasser 5 pour cent, pour une variationde 5 pour cent de la condition de charge.la mise sous tension des !ignes devrait €tre possiblememe avec une bobine de reactance hors-service et apartir d'une seule source generatrice.

L'etucle preliminaire porta it sur la commutation desunites de compensation de puissance reactive, la mise soustension et Ie delestage. Cette etude a defini la taille desbobines de reactances fixes de 150 Mvar et leur emplace-ment de telle maniere que la mise SOliS tension du systemesoit possible.

The fixed part of the individual compensation consistingof shunt reactors at each busbar is shown in Table IlIrB].An expanded system including two intermediate busbars wereused in the calculations. The first of these being locatedbetween busbars A and B with the second between busbarsD and E. Thefixed and variable shunt reactor compensationrequirement arrived at from an examination of Table III rBIis given in Table V. No attempt was made to standardise unitsizes in arriving at this requirement.

6.5. Contribution from South Africa

Preliminary calculations were developed for the definitionof reactive compensation using circlediagrams and equationsrelating sending and receiving end voltages to maximumtransmission power.

The expanded system considered included two interme-diate busbars. Thefirst of these was located between busbarsA and B while the second between busbars D and E. Forthese calculations at both peak or light load, an exchangeof900 MW at Stage II and 1500 MWat Stage III at busbarB was considered.

The following additional criteria to those proposed wereused:

the voltage variation at any busbar should not be above5 perceni, Jor 5 percent variarion in loading condition

the energisation of the lines should be possible even withone fixed reactor out of sen'ice and from one generationsource only.

The prefimin w}' study included reactive compensationunit switching, energisation and load rejection. This studydefined the unit size for fixed shunt reactors as 150 Mvar andthe location of these devices such that the system can beenergised.

Compensation capacitive reglablc su!,pJernentaire requise sdon les clllcuis effectues par I'Afrique rlu SudAddiriollal controllable capacitive compensatioll requirements Irom calculations by South Africa

~~d~barres Jeu de banes Jeu de barres intermediaircBusbar B Busbar C Intermed{ale Busbar (A-B)

,..----- --Stade ISiage I J x 100 - -Stade IIStage II I x 100 I x 100 -Stade !IISiage III 2 x 100 2 x 100 ] x 100

1 x JOO* 1 x 100' 1 x 100'Note I : Les besoins de compensation ci-dessus ont ete obtenus apres implantation des reactances shunt

de puissance nominale 150 Mvar a chaque extremite des sept tWn<;ons de ligne ainsi qu'au jeude barres A.

Note 2* : Tous les condensateurs sont de type rcglable sauf eeux indiques par un asterisque qui sontfixes.

NOle 1 : The above cornpellSatiol1 requiremenls were ohtained ajier localing shunt reaClors 01150 Mvarraling at each end of Ihc seven line sections as I!'eli as hus!>ar A,

Nole 2* : All CapaCilOrs are of cOlltrollable fIGlure excepl Ihe olles indicated by asterisk which r.re fixed.-----

Les resultats de cette investigation pretiminaire ont etemis a profit dans Ie caleul de repartition de puissance auxquatre regimes suivants: charge lourde, charge legere,charge lourde augmentee de 5 pour cent, charge legereaugmentee de 5 pour cent. A partir de cette etude on aeffectue Ie choix suivant de compensations en puissancereactive. Pour couvrir les besoins des trois stades dedeveloppement du reseau, une reactance shunt de150 Mvar devrait etre placee a chaque extremite des 7trons:ons de ligne avec une reactance shunt de meme tailleau jeu de barres A. II faudrait de plus disposer d'unecompensation, capacitive reglable comme indique au ta-bleau IV.

L'exercice resume dans ce document represente Iepremier stade de la planification de la puissance reactivepour un systeme de transport it longue distance. II montreIes differentes approches possibles, utilisant les memescriteres de planification, utilisees par les differents partici-pants et d'apres leurs propres experiences.

A premiere vue, les propositions de compensation enpuissance reactive resumees au Tableau V pour Ie StadeI de developpement du reseau et a a figure 4 pour Ie StadeIII semblent tres divergentes. Toutefois, en tenant comptede la nature preliminaire des caleuls et d'autres conside-

. rations specifiques a chaque participant il est possible dedegager des points communs. Pour Ie Stade III lesparticipants sont unanimes a affirmer qu 'une compensa-tion reglable est necessaire aux jeux de barres B et C. LatailJe des bobines de reactance depend des diversesconsiderations supplemcntaires prises en compte par lesparticipants. Au nombre de ces considerations supplemen-taires on trouve l'utilisation de jeux de barres intermediai-res, unc ligne de ti'ansport supplemcntaircs (entre Ies jeuxde barres A, B et C ainsi qu'une certaine philosophic dela reserve. Les participants ont He de plus, unanimes dansIe choix de la taille et de l'emplacement des reactancesshunt fixes. Presque tous ont en effet choisi de placer desreactances shunt fixes de 150 Mvar a l'extremite de chaquetrons:on de ligne.

Tous les participants ant indique que la compensationchoisic lorsque I'exercice a ete termine devait etre conside-rec comme preliminaire, car Ie choix final de compensa-tion serait fortement influence par Ics exigences de stabi-lite transitoire et dynamique du reseau ainsi que par des<Titeres de fonctionnement.

En ce qui concerne la compensation de reserve, tousles participants ont indique que leurs procedures de choixtenaient compte d'une dHaillance de la plus grande unitede compensation unique. L'eventail des previsions dereserve est plutot large, allant d'une phase supplementairede reactance shunt fixe a une compensation statique dereserve dans tous Ies postes OUun dispositif de compen-sation statique est installe, cc dernier choix etant base surdes considerations de disponibilite.

L'un des participants a n:commande de prevoir lacompensation de puissance reactive pour les rcseaux detransport a grande distance avec une bonne marge depuissance nominale en faison de son faible c01lt (10 pourcent) par rapport au CO\lttotal du reseau.

Using the results of the preliminary investigation loadflow studies were carried out for four system demandconditions namely, peak load, light load, peak load increasedby 5 percent and light load increased by 5 percent. Fromthese studies the following reactive compensation selectionwas made. To cover all three stages of network developmentshunt reactors of 150 Mvar should be located at each end ofthe seven line sections together with a shunt reactor of thesame size as busbar A. In addition controllable capacitivecompensation as shown in Table IV should be installed.

The exercise summarised in this document represents thefirst stage of planning reactive compensation allocation fora long distance transmission system. The exercise demonstra-tes the different approaches that can be taken given the sameplanning criteria by different contributors based upon theirexperience.

At a first glance, the reactive compensation proposalssummarised in Table Vfor Stage I network development andin Figure 4 for Stage III network development, appear to bewidely divergent. However, taking into account the prelimi-nary nature of the calculations and additional considerationsof each contributor it is possible to observe some commonpoints. For the Stage III network development contributorsare unanimous in expressing the need for controllablecompensation at bus bars Band C. The sizing of thiscompensation being dependent on the additional considera-tions taken into account by each contributor. Such additionalconsiderations include the use of intermediate busbars, anadditional transmission line (between busbars A, Band C)as well as the spares philosophy, Furthermore the contribu-tors were unanimous in the selection of the size and locationof fixed shunt reactors. Fixed shunt reactors of 150 Mvarlocated at the ends of each line section were almost astandard selection by all contributors.

IlIII~;I

Ij,, .

IIIIII:":IIi

I!

II,I

All contributors have indicated that the compensationselected following completion of this exercise must be consi-dered as preliminary. TIle final selection of compensationwould be heavily influenced by system transient and dynamicstability requirements as well as operational criteria.

On the subject of spares all contributors indicated thatallowance for the outage of the largest single reactivecompensation /lnit was made in arriving at their particularselection of compensation. The spare provision arrived at wasrather wide ranging, varying from provision of a single phaseof a fixed shunt reactor to provision of a spare staticcompensator at each substation where such devices arelocated. TIle latter selection being based upon availabilityconsiderations ..

. One contributor recommended that reactive compensationallocation for long distance transmission systems should bebased on providing a good raling margin since it forms only10 percent or so of the total cost of building the system.

I,

I ,"'j' ,~; I~ ,, ~"I

,

Resume des besoins de compc~s2.tiO!l de puissance :reactivc pour Stade! du developllement du reselluSummcuy of refu:ti"e compensation requirements for Stage 1 of network de~'elopment

Jeu de banes Bresil Canada RFA Norvege Afrique du SudBusbar Brazil Canada FRG Norway South Africa

A 220 + 0 150 + 0 300 + 0 278 + 43 358 + 36 300 + 0Int. 1(·) 204 + 32 264 + 26 300 + 0

!(*.) (*0)

B o + 600 300, + (300Ll600C) 300 + (300Ll600C) 283 + 45 366 + 36 300 - 100C 110 + 300 300 + (300Ll600C) 300 + (200Ll400C) 314 + 221 361 + 57 300 + 0D 220 + 150 300 450 + 0 148 + 29 221 + 72 300 + 0

Int. 2(*) 158 - 21 251 + 68 300 + 0E 440 + 0 300 450 + 0 0+0 262 + 144 300 + 0F 0+0 150 150 + 0 0+0 0+0 150 + 0

I

ITotal 990 + 1050 1 500 + (600Ll1 200e) 1 950 + (500Lll OOOC) 1385 + 349 2 083 + 439 2250-100

CompensationFixcd + Variable

Observations Reserve par unites Reserve comprise Reserve comprise Compensation min. So- Solution 3 perte min. (3 Reserve compriseRemarks monophasees supple- Includes reserve Includes reserve lution 3 Umin) Umax) Includes reserve

mentaires non compri- Min. compensation So- Min. loss solution atses lution (at Umin) (Umax)Reserve by additional

i single phase units not

Iincluded Tailles unitaires des bobines de reactance shunt non

dCfinies. Reserve non comprise.Shunt reactor unit sizes nor defined. Reserve norincluded.

Notes: CO) indique les jeux de barres intermediaires utilises par les participants norvegiens et sud-africains.(•• ) indique la compensation non reqllise a ce stade du Mveloppement.(+) indique la compensation en Mvar inductifs (bobine de reactance shunt).(-) indique la compensation en Mvar capacitifs (condensateur shunt).

Pour les compensateurs Var statiques les puissances nominales sont exprimees avec (L) indiquant la plage des Mvar inductifs, et (C) indiquantla plage des Mvar capacitifsdu compensateur.

Notes: (*) illdicares inrermediare busbars used by contributors from Norway and South Africa.(M) indicates compensation not rpquired ar this stage of development.(+) indicates inductive (shl/Ilf reactor) Mvar compensation.(-) indicates capacitive (shunt capacitor) Ml'ar compensation.

For Static Var Compensators ratings are expressed with (1.) indicating the inductive Mvar range, alld (C) indicating the capacitive Mvar range of the compensator.

Les cl'iteres servant de base a cet exercice semblent etrecommuns a taus les participants. Des criteres supple-mentaires ont de adoptes par certains en fonction de leurexperience. L'un de ces criteres a pour but de limiter an'importe quel jeu de barres les variations de tension enfonction des variations de la puissance appelee. Un autreparticipant tient compte en outre des besoins en com-pensation de puissance reactive dans des conditions decharge nulle et a effectue une etude des phenomenestnmsitoires pour verifier Ie choix adequat de la compen-sation dans les conditions de delestage.

Lors de la discussion des l'esultats au sein du Grouped'Action, iI a ete indique qu'avec I'avenement des Com-pensateurs Val' Statiques, I'emploi des compensateurssynchrones est moins probable dans Ie futur sauf pour desapplications ou raisons specifiques.

L'optimisation des pertes n'etait pas consideree commeun critere prioritaire dans la determination de la com-pensation de puissance reactive pour des reseaux detransport a grande distance. Le reglage de la tensionconstitue Ie principal probleme a resoudre et la compensa-tion de puissance reactive requise pour resoudre ceprobIeme semble ttre proche de I'action de minimisationdes pertes,

L'exercice s'est rcvele tres utile afin de demontrer lesmultiples approches possibles au premier stade de deve-loppement de compensation reactive pour des l'eseaux detransport a grandes distances. II a egalement pel'mis demettre en lumiere les points communs entre les differentsparticipants et Ie rapport entre ces points ct les criteres deplanification choisis. Ii serait souhaitable qu'un Groupede Travail de Ja CIGRE adopte cette methode dans sesrecherches sur les critercs et techniques d'analyse dynami-que qui seront determinants pour la con'~eption generalefinale du reseau et la compensation reactive.

The criteria forming the basis of this exercise appear tobe a common consideration for all contributors. Otheradditional criteria were adopted by individual contributorsbased upon their experience. One such criteria related soughtto limit percentage voltage variations at any busbar due toa certain percentage of system demand variations. Anothercontributor additionally considered the compensation requi-rements under no-load conditions and carried out a transientstudy to verify adequacy of compensatiion for load rejectionconditions.

During discussion of the results within the Task Force,contributors have indicated that with the adl'eni of static varcompensators use of synchronous compensators is less likelyin thefuture unless for specific applications or considerations.

Loss optimisation was not considered a priority'criteriain determining reactive compensation for long transmissionsystems. Voltage control is the primary problem to .be solvedand the reactive compensation required to resolve thisproblem is believed to be not far from optimum operationrelated to losses.

The exercise has been valuable in demonstrating themultiplicity of approaches possible at the first step of a

.reactive compensation allocation exercise on a long distancetransmission network. TIle common points of the differentcontributors' philosophies and their relationship to the se-

ded that the exercise should be adopted by an appropriateWorking Group of ClGRE for the investigation of dynamicanalysis techniques and criteria which will determine thefinal overall design of the network and the reactive com-pensation.