柔性输电技术

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1、浅谈柔性输电技术1柔性输电技术研宄背景电力电子技术在输电和配电系统的应用，将成为本世纪末和下世纪初的重点研宄开发领域。该技术在输电领域的应用除高压直流输电和动态静止无功被偿之外，灵活交流输电系统取得令人瞩目的成果。灵活交流输电系统的英文名称为“FlexibleACTransmissionSystem”，在我国也被称为“柔性输电”，缩写为“FACTS”，是世界上80年代后期发展起来的一项新的输电技术。其特点是利用电力电子技术和计算机技术对电力系统的参数进行综合连续调节控制，使电力传输更加灵活安全，大大提高电网的输电能力。柔性输电的发展以电力电子技术，特别是以高电压人电流半导体器件

2、的发展为基础。也就是说所谓柔性输电是将电力系统由机械控制转变到电子控制，是电力系统的一场新技术革命。柔性输电比原来的输电技术提高了电力系统的输电能力和经济性，这是因为受稳定条件的限制，原来的电网输送功率仅为其热极限功率的50%左右。应用电力电子技术的柔性送电，可以大大提高输电系统的稳定性，输送的功率可以接近网络的热极限功率，使现有电网的输电能力增加20%〜40%。在不增加输变电设备的条件下提高输电能力，就大大地提高了输电系统的经济性。柔性输电技术所需要的电力电子器件有:可控串联补偿器（又叫晶闸管串联补偿器，主要作用是按系统需要改变网络阻抗，从而控制潮流）。动态静止无功补偿器和静

3、止无功发生器（用來连续控制无功被偿器和静止无功发生器（用來连续控制无功补偿器以控制网络的电压频繁升降波动）。晶闸管控制的制动电阻（又叫晶闸管动态制动装置，主要作用是根据发电机转速要求，及时投入合适的阻值，使发电机保持在同步转速安全运行，保护发电机不受损伤）。可控避雷器（采用电力电子交流开关与无间隙氧化锌避雷器共同组成可控避雷器，由于可精确设定动作电压且可方便地改变设定动作值，可广泛使用于各种动态过电压限制器）、综合潮流控制器（可冋吋具奋串、并联补偿和移相等几种功能）、可控相位调节器（又称晶闸管控制相位调节器，也叫移相器，由于电力电子开关容量比机械开关大,可以不受转换功率的限制，

4、在调节性能和容量上可充分满足系统的耍求），此外还有可控并联电抗器、短路电流限制器和同步振荡阻尼器等。2FACTS输电技术简介灵活交流输电系统(FACTS)是近年来出现的一项新技术。它“应用电力电子技术的最新发展成就以及现代控制技术实现对交流输电系统参数以至网络结构的灵活快速控制，以期实现输送功率的合理分配，降低功率损耗和发电成木，大幅度提高系统稳定性、可靠性”此项技术己进入“成形期”，被专家预测为“现代电力系统中三项具有变革性的前沿课题之一”，也是实现电力系统安全、经济、综合控制的重要手段。FACTS的理论是由美国电力科学研究院的著名电力专家Hingorani于1986年创建"

5、日新月异的电力电子技术与电力系统传统的控制元件相结合，从而使电力系统中影响潮流分布的3个主耍电气参数：电压!线路阻抗及功率角可按系统的需要迅速调整。在不改变网络结构的情况下，使网络的功率传输能力以及潮流和电压的可控性大为提高。在电力系统中，FACTS的主要功能可归纳为：(1)较大范围地控制潮流使之按指定路径流动；(2)保证输电线的负荷可以接近热稳定极限又不过负荷；(3)在控制的区域内可以传输更多的功率，减少发电机的热备用；(4)依靠限制短路和设备故障的影响来防止线路串级跳闸；(5)阻尼那些会损坏设备或限制输电容量的各种电力系统振荡。目前，FACTS己在多方面取得应用成果，国外从

6、60年代早期就开始应用SVC,而用于输电电压控制则始于70年代末期，国内对FACTS控制器及其技术也给予了足够的重视，在各有关方而的支持和资助下已开展了多方而的工作。3FACTS控制器的分类及工作原理3.1FACTS控制器的分类：按安装地点不同，FACTS控制器可分为发电型，输电型，供电型三类。分类情况如图1:3.2FACTS控制器的工作原理按控制器原理可分为阻抗控制型控制器(如SVC，TCSC),相角控制型控制器(如TCPST,TCSC),电压控制型控制器(如ASVG)三类。各控制器工作原理：(1)静止无功补偿器SVC(StaticVarCompensatory)。通过在输电

7、线中间并联SVC减小线路两端转移阻抗以增人线路输送功率极限，增加稳定性，靠SVC可变输出导纳调节系统转移阻抗以增加系统阻尼。(2)晶闸管控制的串联电容补偿器TCSC(ThyristorControlledSeriesCompensatory)。通过在输电线巾间串联可变阻抗大范围平滑调节输电线路补偿阻抗，主要用于：网络潮流控制，改善电网潮流分布，消除环流；电力系统暂态稳定控制，提高系统暂态稳定性；电力系统阻尼控制，抑制低频和次同步振荡。(3)静止调相机STATCOM(StaticCondens