柔性交流輸電技術(shù)在智能電網(wǎng)中的研究現(xiàn)狀與展望

吳洪勛

（東營供電公司，山東 東營 257091）

柔性交流輸電技術(shù)在智能電網(wǎng)中的研究現(xiàn)狀與展望

吳洪勛

（東營供電公司，山東 東營 257091）

柔性交流輸電技術(shù)為發(fā)展智能電網(wǎng)提供了保障，且在不久的將來一定會有廣闊的市場前景。文章在介紹了智能電網(wǎng)的概念以及輸變電系統(tǒng)對智能電網(wǎng)的作用的基礎(chǔ)上，重點闡述了不同類別的柔性交流輸電設(shè)備。

柔性交流輸電技術(shù)；智能電網(wǎng)；現(xiàn)狀；展望

1 輸變電系統(tǒng)對智能電網(wǎng)的作用

1.1 智能電網(wǎng)的概念

智能電網(wǎng)是以先進的自動化控制技術(shù)為前提，具有安全性、靈活性及實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置的特點，可以高效、靈活地應(yīng)對電網(wǎng)出現(xiàn)的變化。通過控制設(shè)備，就可以有效地控制和調(diào)節(jié)電網(wǎng)運行的柔性，且把風(fēng)電等新能源引入系統(tǒng)的運行方式，從而更好地滿足電網(wǎng)運行的需求。

1.2 輸變電系統(tǒng)對智能電網(wǎng)的作用

輸變電系統(tǒng)對保證智能電網(wǎng)正常運行運起著舉足輕重的作用。隨著當(dāng)前電網(wǎng)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)中的負荷和自由潮流也逐漸變大，不僅損耗了大量電能，還在功率輸送時出現(xiàn)“功率倒流”或“功率繞送”問題。由于一些線路在傳輸時負荷不斷增大，從而就降低了電網(wǎng)的穩(wěn)定性，加大了電壓的波動頻率。若功率分布或走向不合適時，就會使得一些線路和設(shè)備輕載或過載，影響線路的穩(wěn)定性；而且還會加大系統(tǒng)的有功功率損耗，易產(chǎn)生環(huán)流問題。除此之外，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性及導(dǎo)線發(fā)熱對交流遠距離的輸電傳輸有著重要的影響。因此，控制系統(tǒng)的運行方式是很有必要的。

1.3 柔性交流輸電設(shè)備的提出

美國EPRI專家N.G.Hingorani于1988年第一次提出了柔性交流輸電系統(tǒng)，他認為若實現(xiàn)電力半導(dǎo)體開關(guān)的全面控制，就可實現(xiàn)電力系統(tǒng)的控制，從而通過電力傳輸系統(tǒng)就能將更多的電力傳輸出去。柔性交流輸電技術(shù)集中了電力電子技術(shù)和控制技術(shù)，可有效地降低負荷線路的潮流和系統(tǒng)的損耗，提高系統(tǒng)的傳輸能力，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，這項技術(shù)還被專家稱為“當(dāng)前電力系統(tǒng)中具有變革性的前沿課題之一”。因此，柔性交流輸電技術(shù)對我國的智能電網(wǎng)的建設(shè)起著重要的作用。

2 不同類別的柔性交流輸電設(shè)備

近年來，具有快速性、雙向性和連續(xù)性的柔性交流輸電得到了迅速的發(fā)展，且種類不斷增多。按控制功能來分，柔性交流輸電設(shè)備可分為電壓控制型、電抗控制型、相對控制型和綜合控制型。

2.1 電壓控制型

2.1.1 靜止無功補償器（SVC）

如今，SVC已普遍應(yīng)用在柔性交流輸電設(shè)備控制器。約150套常規(guī)SVC應(yīng)用在輸電系統(tǒng)中，我國目前運行500 kV系統(tǒng)的SVC有5臺，它的主要功能就是迅速調(diào)節(jié)無功功率、維持電壓穩(wěn)定及平緩系統(tǒng)的振蕩。

2.1.2 靜止同步補償器（STATCOM）

通常，STATCOM 也被稱為 ASVG，它可以有效地調(diào)節(jié)節(jié)點電壓、補償負荷無功功率及提供系統(tǒng)傳輸極限等。由于STATCOM依托電壓源逆變技術(shù)，它的響應(yīng)速度比SVC快，且波動小，尤其是在系統(tǒng)電壓不穩(wěn)定的情況下，無功率輸出的能力還很強。清華大學(xué)與河南電力局共同研制成功第一臺20 Mvar容量的STATCOM，且在1999年投入使用。

2.2 電抗控制型

2.2.1 可控串聯(lián)電容補償器TCSC

它是柔性交流輸電中最普遍的串聯(lián)型設(shè)備，如今已廣泛應(yīng)用在潮流控制中，這樣就提高了線路輸送功率。同時TCSC還可以使用可控硅控制技術(shù)，便于潮流控制和對線路參數(shù)的補償。此外，TCSC還具有操作簡單、靈活的優(yōu)點，如今在一些國家中已投入使用，也取得了較好的效果。

2.2.2 可控硅控制移相器TCPS

由于TCPS可以控制線路的運行，這樣就提高了輸送功率。而且TCPS還打破了傳統(tǒng)的移相器，具有運行速度快、壽命長、平息系統(tǒng)振動等優(yōu)勢。

2.3 相位控制型

通常靜止同步串聯(lián)補償器是在系統(tǒng)中接入一個約是正弦電壓量從而達到補償，它的主要部分就是具有一個能儲藏電容的電壓源逆變器，我們只需注入一個合適的電壓，就可以達到控制電路中的有功和無功功率的目的。

2.4 綜合控制型

統(tǒng)一潮流控制器在柔性交流輸電設(shè)備中起著重要的作用，它集串并聯(lián)補償和移項等功能于一體，具有良好的控制性能和迅速的動態(tài)響應(yīng)力，可以滿足多種控制功能的轉(zhuǎn)換。而且它還允許串并聯(lián)輸出端之間的相互流動，在沒有外部電源的情況下，也能實施控制，為一起輸入的有功功率和無功功率之間串并線路補償。此外，它可以選擇合適的控制輸電線的電壓、角度，轉(zhuǎn)換地控制輸電線的功率潮流和提供并聯(lián)無功功率補償。

3 展望

綜上所述，柔性交流輸電技術(shù)突破了傳統(tǒng)輸變電系統(tǒng)的速度慢、設(shè)備不精確性等缺點，把高效、精確地控制手段應(yīng)用在交流輸電網(wǎng)中，從而確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性，還可有效地避免因事故而引起的大部分地區(qū)停電。

柔性交流輸電技術(shù)可以靈活地控制系統(tǒng)參數(shù)、聯(lián)絡(luò)線的輸送功率。將潮流流向相對應(yīng)的線路中，調(diào)節(jié)系統(tǒng)潮流的分布，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，從而達到安全經(jīng)濟運行的目的。

從我國當(dāng)前電網(wǎng)發(fā)展趨勢來看，我國電力系統(tǒng)的主要特征是跨區(qū)聯(lián)網(wǎng)運行和實現(xiàn)電網(wǎng)的智能化發(fā)展。在當(dāng)前的科技水平下，柔性交流輸電技術(shù)為發(fā)展智能電網(wǎng)提高了保障，而且它在不久的將來一定會有廣闊的市場前景。

1 楊安民.柔性交流輸電（FACTS）技術(shù)綜述［J］.華東電力，2006（2）

Flexible Exchange and Transmission Technology in Intelligent Power Grid the Current Status and Prospect

Wu Hongxun

Flexible exchange and transmission technology for the development of intelligent power grid to provide the safeguard, and in the near future will have wide prospect of market. The paper has introduced the concept and the intelligent power transmission and transformation of intelligent power grid system on the basis of the role, this paper focuses on different types of flexible ac power equipment.

flexible exchange and transmission technology;smart grid;present situation;looking

TM721.2

A

1000－8136（2011）33－0055－02