电力电子技术在高压输电系统中的应用

目录引言高压直流输电技术简介灵活交流输电系统简介电力电子技术在FACTS中的应用对FACTS的展望电力电子技术在灵活交流输电系统中的应用引言随着社会的发展进步，人们对于用电的要求越来越高，输电系统运行承担着来自环境保护和电力市场等方面的巨大压力。这些压力所产生的需求可以概括为以下三个方面:(1)增大输送能力(2)保持系统稳定(3)优化系统运行电力电子技术在灵活交流输电系统中的应用针对这些需求，研究人员探索出两种技术——以电力电子技术为基础的高压直流输电技术(HVDC)和灵活交流输电技术(FACTS)。高压直流输电技术，英文全称：HighVoltageDirectCurrentTransmission.灵活交流输电系统，英文全称：FlexibleAlternatingCurrentTransmissionSystem.电力电子技术在灵活交流输电系统中的应用高压直流输电技术简介工作原理：在送电端（整流站）将交流电变换为直流电（即AC/DC—整流），经过直流输电线路将电能输送到受电端；在受电端（逆变站）又将直流电变换为交流电（即DC/AC—逆变），然后才能送到受电端的交流系统中，供用户使用。电力电子技术在灵活交流输电系统中的应用优缺点：高压直流输电技术具有输送容量大、受控能力强、稳定性好以及与不同频率电网之间易联络等众多优势。直流输电换流站所需设备多、结构复杂、造价高、消耗大、运行费用高，这些成为它与交流输电竞争的不利因素。电力电子技术在灵活交流输电系统中的应用灵活交流输电系统简介定义：灵活交流输电系统（FACTS）也称柔性交流输电系统。美国电气和电子工程协会(IEEE)及国际大电网会议(CIGRE)对它的权威定义是，一类以电力电子技术为基础并具有其他静止控制器的交流传输设备，能够增强电网的可控能力并增大输电容量。电力电子技术在灵活交流输电系统中的应用优点：FACTS技术是利用现代大功率电力电子技术对传统的交流输电系统进行的重大改革。它是一项基于电力电子技术与现代控制技术对交流输电系统的阻抗、电压及相位实施灵活快速调节的输电技术，可实现对交流输电功率潮流的灵活控制，大幅度提高电力系统的稳定水平。FACTS在输电系统中的功能是具有提高交流电网运行可控性，增强其抗御事故的能力。电力电子技术在灵活交流输电系统中的应用电力电子技术在FACTS中的应用灵活交流输电系统所包含的电力电子应用项目十分丰富，这里主要介绍以下几项：（1）可控串联补偿器（TCSC）；（2）静止同步补偿器（STATCOM）；（3）串联同步电压补偿器（SSSC）；（4）统一潮流控制器（UPFC）。电力电子技术在灵活交流输电系统中的应用可控串联补偿器晶闸管控制的串联电容器TCSC(ThyristorControlSeriesCompensation)的模块主要由串联电容和含有电抗、晶闸管开关的并联回路组成，通过可控硅控制可以灵活、连续地改变补偿容量，达到快速响应的效果。TCSC在改善电力系统性能方而有很多优点，将TCSC用于高压输电系统，可发挥现有系统的潜力，提高功率传输极限，灵活地调节系统潮流，增加系统阻尼作用，是保证超高压电网安全稳定运行的重要措施。电力电子技术在灵活交流输电系统中的应用静止同步补偿器静止同步补偿器STATCOM(StaticSynchro-nousCompensatory)的基本原理是将自换相桥式电路通过电抗器或者直接并联在电网上，适当调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧电流，就可以使该电路吸收或发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿。它的重要特性是输出的无功功率不受系统电压的影响，在任何系统电压的情况卜，都能输出额定的无功功率。电力电子技术在灵活交流输电系统中的应用串联同步电压补偿器串联同步电压补偿器SSSC(SolidstateSeriesCompensatory)与静止同步补偿器STATCOM在结构上有类似之处，都是以DC/AC逆变器为基本结构，它的基本原理是向线路注入一个与电压相差90°的可控电压，以快速控制线路的有效阻抗、从而进行有效地系统控制。它在系统中的作用有些类似于TCSC，但是，它控制潮流的能力远大于单方向减少线路阻抗功能的TCSC控制器，并且谐波含量小。电力电子技术在灵活交流输电系统中的应用统一潮流控制器统一潮流控制器UPFC(UnitedPowerFlowController)是一种从原有潮流控制装置的基础上发展而来的新型潮流控制装置，它由一个并联的换流器和一个串联的换流器通过公共侧的电容耦合而成，仅仅通过控制量的变化就可以分别实现并联补偿、串联补偿或移相器的功能，也可以将三者的功能结合起来以实现一定的控制目的。电力电子技术在灵活交流输电系统中的应用对FACTS的展望新研制成功并应用于纽约电力系统中的转换静止补偿器(CSC)，证明FACTS已从“单个输电的控制器间接作用于全电网”的阶段,进入了“直接控制多向输电更有效地作用于全电网”阶段。FACTS技术已经被国内外一些权威性的输电技术研究者称为“未来输电系统新时代的三项支撑技术”之一。电力电子技术在灵活交流输电系统中的应用电力电子技术在灵活交流输电系统中的应用