楊 柳

摘要:本文對靈活交流輸電技術(shù)進行了綜述,對靈活交流輸電系統(tǒng)中主要的幾種控制器進行了介紹,重點介紹了相間功率控制器技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。

Abstract: This article has carried on the summary to the nimble alternating current transmission technology, the main several kind of controllers carried on to the nimble alternating current transmission system in said that briefed the interaction power controller technology domestic and foreign research present situation with emphasis.

關(guān)鍵詞:FACTS靈活交流輸電相間功率控制器電力電子

Key word: FACTS Nimble alternating current transmissionInteraction power controllerElectric power electron

引言

(FACTS)技術(shù)-靈活交流輸電是現(xiàn)代電力電子技術(shù)與傳統(tǒng)的潮流控制相結(jié)合的產(chǎn)物。它采用可靠性高的大功率可控硅元件代替機械式高壓開關(guān),使電力系統(tǒng)中影響潮流分布的三個主要電氣參數(shù)(電壓、線路阻抗及功率角)可按照系統(tǒng)的需要迅速調(diào)整,以期實現(xiàn)輸送功率的合理分配,電壓的合理控制,降低功率損耗和發(fā)電成本,大幅度提高系統(tǒng)穩(wěn)定性,可靠性。此項技術(shù)是實現(xiàn)電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟、綜合控制的重要手段。

FACTS技術(shù)一經(jīng)提出立即受到各國電力工作者的高度重視,美國、日本等發(fā)達國家,以及我國都投入了大量的人力和物力對此進行開發(fā)研究,很多裝置已經(jīng)投入了實際運行,在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。

一、FACTS中的控制器

1、靜止無功補償器SVC

靜止無功補償器的典型代表是晶閘管投切的電容器(TSC),和晶閘管控制的電抗器(TCR)。實際應(yīng)用中,將TCR與并聯(lián)電容器配合使用,根據(jù)投切電容器的元件不同,可分為TCR與固定電容器配合使用的靜止無功補償器,和TCR與斷路器投切電容器配合使用的補償器,以及TCR與TSC配合使用的無功補償器。這些組合而成的SVC的重要特性是它能連續(xù)調(diào)節(jié)補償裝置的無功功率,進行動態(tài)補償,使補償點的電壓接近維持不變,但SVC只能補償系統(tǒng)的電壓,其無功輸出與補償點節(jié)點電壓的平方成正比,當(dāng)電壓降低時其補償作用會減弱。SVC的主要作用是電壓控制,采用適當(dāng)?shù)目刂品绞胶?SVC也可以有阻尼系統(tǒng)功率振蕩和增加穩(wěn)定性等作用。目前,SVC技術(shù)已經(jīng)比較成熟,國外從60年代就已經(jīng)開始應(yīng)用SVC,七十年代末開始用于輸電系統(tǒng)的電壓控制,經(jīng)過幾十年的發(fā)展,不僅將靜止無功補償器,用于輸電系統(tǒng)的電壓控制,也用于配電系統(tǒng)的補償和控制,還可用于電力終端用戶的無功補償一電壓控制。

2、靜止同步補償器STATCOM

靜止同步補償器也可以稱為ASVG——有源靜止無功發(fā)生器。它的基本原理是將自換相橋式電路直接或者通過電抗器并聯(lián)到電網(wǎng)上,適當(dāng)調(diào)節(jié)橋式電路交流側(cè)輸出電壓的幅值和相位,就可以使該電路吸收或發(fā)出滿足要求的無功電流,實現(xiàn)動態(tài)無功補償。ASVG根據(jù)直流側(cè)采用的電容和電感兩種不同的儲能元件,可以分為電壓型和電流型。它可以通過控制其容性或感性電流,與系統(tǒng)交換無功,在任何系統(tǒng)電壓的情況下,都能輸出額定的無功功率,與SVC相比,在系統(tǒng)故障的情況下靜止同步補償器維持系統(tǒng)電壓,提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性和抑制系統(tǒng)振蕩的作用較明顯。

二、并聯(lián)蓄能系統(tǒng)

并聯(lián)蓄能裝置包括蓄電池蓄能系統(tǒng)(BESS)和超導(dǎo)磁能存儲器(SMES)等,是采用并聯(lián)式電壓源換流器的能量存儲系統(tǒng),其換流器可通過快速調(diào)節(jié)向交流系統(tǒng)供給或吸收電能。將SMES用于兩機系統(tǒng)的頻率控制,可以有效地抑制兩系統(tǒng)之間的頻率偏移。也可將SMES與靜止移相器相結(jié)合用于互聯(lián)系統(tǒng)負荷頻率控制。但這種超導(dǎo)儲能裝置不但技術(shù)要求高,而且在目前的條件下投資費用比較昂貴,大量投入系統(tǒng)運行還存在一定的困難。

1、晶閘管控制的串聯(lián)電容器TCSC

晶閘管控制的串聯(lián)電容器的模塊主要由串聯(lián)電容和含有電抗、晶閘管開關(guān)的并聯(lián)回路組成,通過可控硅控制可以靈活、連續(xù)地改變補償容量,達到快速響應(yīng)的效果。TCSC在改善電力系統(tǒng)性能方面有很多優(yōu)點,將TCSC用于高壓輸電系統(tǒng),可發(fā)揮現(xiàn)有系統(tǒng)的潛力,提高功率傳輸極限,靈活地調(diào)節(jié)系統(tǒng)潮流,增加系統(tǒng)阻尼作用,是保證超高壓電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的重要措施。

2、靜止同步串聯(lián)補償器SSSC

靜止同步串聯(lián)補償器是以DC/AC逆變器為基本結(jié)構(gòu),它的基本原理是向線路注入一個與電壓相差90的可控電壓,以快速控制線路的有效阻抗、從而進行有效地系統(tǒng)控制。它在系統(tǒng)中的作用有些類似于TCSC,但是,它控制潮流的能力遠大于單方向減少線路阻抗功能的TCSC控制器,并且諧波含量小。

三、結(jié)論

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,各種開關(guān)器件應(yīng)用到FACTS控制器作為開關(guān)可以延長器件的使用壽命,提高經(jīng)濟效益。FACTS技術(shù)的應(yīng)用可以使互聯(lián)電網(wǎng)之間互為備用,減少冷熱備用容量,對影響潮流分布的系統(tǒng)參數(shù)進行靈活控制,控制聯(lián)絡(luò)線上的傳輸功率,使潮流流向指定的線路,改善系統(tǒng)中的潮流分布,減少大電網(wǎng)中的環(huán)流,改善系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性,保證輸電線上傳輸?shù)墓β士梢越咏鼰岱€(wěn)定極限,但又能滿足安全經(jīng)濟運行的要求。

參考文獻:

[1]鄒森.電力電子技術(shù)[M].北京:水利電力出版社,2000.

[2]張文勤.電力系統(tǒng)故障診斷方法[J].華北電力學(xué)院學(xué)報,2001. 轉(zhuǎn)貼