柔性电力技术在电力系统中的应用

柔性电力技术在电力系统中的应用1．发电领域中的柔性化技术1）可变速抽水蓄能技术•可变速抽水蓄能机组采用交一交变频器，将系统工频50Hz／60Hz变为转子滑差对应的频率作用于转子绕组进行励磁，实现机组的非同步运行。2）太阳能发电中的功率调节技术•太阳能电池所产生的电能随太阳光强、环境温度及负载情况会发生变化，太阳能发电系统中必须加入功率调节环节以实现控制、保护、降低损耗及尽可能地使系统工作在太阳能最大发电状态。•功率调节通常包括阻断二极管、直流一直流斩波器及直流一交流逆变器。3）静止励磁系统（SE—StaticExciting）•静止励磁方式中整个励磁回路无旋转部件。核心电路是由可控交流一直流变换电路。由于能够几乎瞬间地响应各控制量，对提高电力系统的控制性能发挥很大作用。2．输电环节的柔性化技术1）高压直流输电（HVDC—HlghVoItageDC）•高压直流输电通常采用可控整流和有源逆变的方式实现两个交流电网的互联。2）静止无功补偿器（StaticVarCompensator）•传统电力系统中的发电机组以严格同步方式连接至一起。通过功角与出口电压的调节实现输出有功与无功的调整。•SVC通过控制晶闸管的导通角，调节整个装置的等效阻抗，从而可给系统注入无功或吸收无功。3）静止无功发生器（StaticVarGenerater）•由全控器件的电压型逆变器构成，具有响应速度快、谐波小，调节性能好等特点。4）可控串联补偿设备（ThyristorControIIedSriesCompensator)•其工作原理于SVC相仿，但串接在线路中，从而动态调节线路的等效阻抗，对提高交流输电线的传输能力、抑制低频振荡和次同步振荡都由积极作用。6)静止同步串联补偿器(StaticSynchronousSeriesCompensator)•通常采用多电平电压源型逆变器，将直流电压逆变为与系统频率一致的交流电压，通过串联变压器接人输电线路。直流侧多采用电容器，因此逆变器除从电网吸收装置线路、器件的损耗外，主要与电网进行无功功率的交换。5）统一潮流控制器（UniformPowerFlowController）•统一潮流控制器是并联补偿和串联补偿的结合。并联部分通常由不控或半控器件构成，串联部分则由全控器件构建。通过在交流输电线路中注入大小与相位都可控的等效电源，改变电网的潮流分布。3．配电网中的柔性化技术1)有源电力滤波器（ActivePowerFilter）•有源电力滤波器的拓扑结构与D—SVG相似。控制方法上采用补偿负载电流与正弦基波电流的差值为目标，实现谐波的动态消减。2）固态断路器（SolidstateCircuitBreaker）•这类断路器使用电力电子器件，实现不同电源间的快速切换。为降低功耗，这类开关同时并接有机械开关，电力电子开关用作电路的快速切换，机械电力电子开关用作正常工作时电流的流通。3）不间断电源（UninterruptibtePowerSupply）•交流不间断电源的核心是通过整流电路对储能元件充电，通过逆变电路从储能元件中提取能量。以负载所要求的交流电源方式供电。4）轻型直流输电（HVDC—Light）•轻型直流输电采用全控器件，按基于电压源方式的逆变器(VSI)构成变换电路，可用于弱受端电网或受端无电源的系统的供电，孤岛、城区等环境的供电中有发展前景。5）配网静止无功补偿器（Distribution-SVC）6）配网静止无功发生器（Distribution-SVG）7）动态电压调节器（DynamicVoltageRegulator）8）配电系统超导储能（D—SMES）9）统一电能质量调节器（UniformPowerQualityRegulator）•UPQR通常直接与敏感负荷连接，可对电力系统中出现的几乎所有电能质量问题进行调节。4．用电设备的柔性化技术1）电动机的变频调速（VariableFrequencyDrive）2）中频感应加热（MediumFrequencyInductionHeating）3）电力电子镇流器（ElectronicBallast）4）开关电源（SwitchModePowerSupplie）•这些设备通过适当的方式进行连接，组成有机整体，确保电力系统在任何时刻都能够产生充足的电能满足系统负荷的要求。