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1、灵活交流输电(FACTS)技术综述摘要:本文介绍了灵活交流输电(FACTS)的基本概念，阐述了FACTS技术的发展现状，对FACTS技术中的控制器及其原理进行了系统的介绍，并且介绍了FACTS在输电系统中的功能，进一步讨论了待解决的问题。关键字：灵活交流输电；电力系统；输电系统；控制器0引言随着国民经济的不断发展,社会对电力的需求越来越大,对电网的安全可靠性要求也越来越高,针对电网的特点以及电力市场的发展可能出现的“输电阻塞”等问题,我国制定了“西电东送、南北互供,全国联网”的电网发展战略,以推进跨区输电、跨区联网。为此,保证电网稳定、安全运行是电网发展中要解决的重点,这就迫切需要一种
2、灵活可靠的潮流控制技术,控制线路潮流的自然分布,以满足电网“充足、可靠、优质、经济”地供电。灵活交流输电系统(FACTS)是近年来出现的一项新技术,FACTS以其特有的大功率、高速、精确连续的控制技术,通过改变高压输电网的参数(相角、电压、线路阻抗)及网络结构对输电线路的潮流进行直接控制,代替了传统的机械、电子和电磁的控制手段,使交流输电系统的功率有高度的可控性,降低系统网损和发电成本,大幅度提高系统的稳定性和可靠性[1,2]。1FACTS发展现状1.1FACTS器件目前已获得成功应用的组合装置有：可控串联补偿(ThyristorControllerSeriesCompensator,
3、TCSC)、静止同步串联补偿器(StaticSynchronousSeriesCompensator,SSSC)、静止同步并联补偿器(StaticSynchronousCompensator,STATCOM)、统一潮流控制器(UnifiedPowerFlowController,UPFC)、可转换的静止补偿器(ConvertibleStaticCompensator,CSC)、电压源转换器(VoltageSourceConverter,VSC)、可控移项器(ThyristorControlledPhase,TCPR)、超导储能系统(SuperconductingMagneticEner
4、gyStorage,SMES)、控制串联电抗器(ThyristorControllerSeriesRegulator,TCSR)等.这些装置同微处理器的速度和精度一起运作,为电网提供了前所未有的控制,能够高效利用电网资源和电能,预示着电网控制的未来[3,4]。1.2FACTS技术的应用FACTS技术的发展及应用，美国一直走在世界前列。1982年,美国在BPA公司的500kV变电站中投运了一台8.4MW、最大功率10MW的超导磁能存储系统(SEME)，消除低频振荡，效果良好。1986年10月，由美国EPRI和西屋公司研制的±1Mvar静止无功补偿器(STATCOM)投入运行，这是世界上首
5、台采用大功率GTO作为逆变器元件的静止补偿器。1991年，美国AEP公司在一条345kV输电线上的三相常规串补中一相做了可控串补(TCSC)工业试验，次年就在Arizon的一条300km、230kV、300MW的输电线上装设三相TCSC，把输电能力提高到400MW，效果显著。至1993年，美国EPI组织了八大电力公司进行了FACTS技术协作性全面应用研究。美国电力(AEP)、西屋公司及美国EPRI合作,研制目前世界上唯一的UPFC———统一潮流控制器，并在Kenturky东部的Inez变电站装设。这是目前为止容量最大的FACTS设备。美国EPRI、西门子公司及许多电气公司在FACTS领
6、域长期合作研究，推出了一种全新的可转换式静止补偿器(ConvertibleStaticCompensator,CSC)的FACTS控制装置。该装置结合了包括统一潮流控制器(UPFC)在内的现有串、并联控制器的研究成果和运行经验,通过耦合变压器连接方式的改变实现对若干个电压源换流器的不同组合，以优化控制器结构，灵活应对系统变化,是灵活交流输配电系统中最新一代的控制器。2FACTS中的控制器及其原理2.1静止无功补偿器静止无功补偿器(staticvarcompensator,SVC)的典型代表是晶闸管投切的电容器(thyristorswitchedcapacitor,TSC)和晶闸管控制的
7、电抗器(thyristorcontrolledreactor,TCR)。如果只是将这两种无功补偿器单独使用，它们都有各自的缺点，单独的TCR只能吸收无功功率，而不能发出无功功率；单独的TSC对于抑制冲击负荷引起的电压闪变是不够的。为了解决这些问题，可以将TCR与并联电容器配合使用。这些组合而成的SVC的重要特性是它能连续调节补偿装置的无功功率，可以对无功功率进行动态补偿，使补偿点的电压接近维持不变。SVC的主要作用是电压控制，但采用适当的控制方
