《柔性交流輸電系統(tǒng)研究3300字（論文）》

柔性交流輸電系統(tǒng)的原理與應用摘要柔性交流輸電系統(tǒng)是一種應用微機處理技術、電力電子技術、先進控制技術、高壓輸電系統(tǒng)等,以獲得大量的節(jié)能效益,改善系統(tǒng)的電能質量,可靠性,綜合新技術的運行性能和可控制性。柔性交流輸電系統(tǒng)可以增強交流電網的穩(wěn)定性，降低輸電成本。該技術通過向電網提供感應或無功功率來提高傳輸質量和效率。作為四川行業(yè)的領先供應商，西門子柔性交流傳動系統(tǒng)已成功應用于許多國際活動中。關鍵字：柔性交流輸電；原理；應用1引言進入21世紀以來，隨著經濟的發(fā)展，對能源的需求越來越多樣化。能源的發(fā)展對一個地區(qū)和國家的經濟發(fā)展具有非常重要的作用，能源的多樣化對經濟發(fā)展的多樣化也具有非常重要的作用。然而，依賴傳統(tǒng)能源發(fā)展經濟帶來的弊端日益突出。環(huán)境污染、能源短缺等問題日益危害著人類的健康成長和經濟的健康發(fā)展。因此，針對這些亟待解決的問題，完善現有的能源應用結構迫在眉睫，更迫切需要大容量、高效率的電能轉換、大規(guī)模的清潔能源輸電、大范圍的能源供需平衡等新技術。這使得傳統(tǒng)的輸電技術面臨著巨大的困難和嚴峻的挑戰(zhàn)。正是由于這些條件的出現，新能源形式的出現，新能源形式的出現，不僅帶動了技術的改革，而且?guī)恿艘慌庐a業(yè)的發(fā)展。通過減小傳輸空間、轉換電能形式、提高電壓電平和功率電平、提高傳輸能力等手段，使電能的傳輸更加高效、環(huán)保、智能化。今后很長一段時間，電力行業(yè)發(fā)展面臨的重大挑戰(zhàn)和機遇。目前,先進的交流和直流輸電技術主要包括750kv以上特高壓/超高壓靈活交流輸電技術(柔性交流輸電系統(tǒng)),靈活的來源DC轉換器技術(基礎直流電壓的轉換器,VSC-HVDC),特高壓直流輸電技術(超高壓直流超高壓直流)、超高電壓交流電傳動技術(UHVAC),這些技術在國內外的深入研究和發(fā)展，對世界傳動技術的發(fā)展和創(chuàng)新產生了深遠的影響。本文以柔性交流輸電為例。2柔性交流輸電系統(tǒng)概述2.1柔性交流輸電系統(tǒng)的概念柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)英文表達為:柔性交流輸電系統(tǒng)，是電力技術、微處理與微電子技術、通信技術與控制技術相結合形成的一種新型的交流輸電柔性快速控制技術20世紀80年代中期，美國電力研究所(EPRI)的NGHingorani博士首先提出了FACTS概念:的應用大功率、高性能電力元件可控活性或電網的無功功率源和主要設備以達到靈活的控制電壓、阻抗、相位角,權力,權力流,等的傳輸系統(tǒng),原來的小和控制電網可以完全控制,從而大大提高了電力系統(tǒng)的靈活性和穩(wěn)定性。現有輸電線路的輸電能力大大提高。FACTS技術已被國內外一些權威電力工作者確定為未來輸電系統(tǒng)新時代的三大支撐技術之一。“這三種支持技術指的是柔性傳動技術，先進的控制中心技術和集成自動化技術。柔性交流輸電系統(tǒng)可以增強交流電網的穩(wěn)定性，降低輸電成本。該技術通過向電網提供感應或無功功率來提高傳輸質量和效率。作為領先的供應商，西門子的柔性交流傳動系統(tǒng)已成功地應用于許多全球活動中。2.2發(fā)展歷史按照柔性交流輸電系統(tǒng)的功能和性能的差異可劃分為以下三代。(1)第一代FACTS技術SVC出現在1980年代,其技術是基于傳統(tǒng)的晶閘管整流器C半導體可控整流器可控硅),然后有一個晶閘管控制串聯(lián)電容器(晶閘管控制串聯(lián)電容器,TCSC),這是第一代的事實設備,它由可控硅串級控制電容器銀行在輸電線路,從而達到控制線路阻抗的目的,,提高傳輸容量。(2)第二代FACTS技術第二代裝置相對于第一代裝置的明顯優(yōu)點是，它不需要在其外部電路中安裝大型電氣裝置。這些新裝置，如串聯(lián)同步補償器(靜態(tài)同步串聯(lián)補償器，SSSC)和靜態(tài)同步補償器(靜態(tài)同步補償器，STATCOM)等設備使用時，可關斷(門關斷晶閘管，判定;絕緣柵雙極晶體管IGBT)等一類的所有控制器件及其組由電子電路可以模擬電容器和電抗器，其優(yōu)點顯而易見，在顯著提高器件性能的同時也大大降低了器件的成本。(3)第三代FACTS技術第三代是指將兩個或多個控制器組合為一組共享公共，統(tǒng)一控制系統(tǒng)的靈活的ac傳輸系統(tǒng)設備。晶閘管控制的PhaseAngle調節(jié)器（TCPR）和雙環(huán)電流的相間PowerFlow控制器（IFPC）是復合控制器。2.3應用現狀分析柔性交流輸電系統(tǒng)控制器按照并聯(lián)型、串聯(lián)型、串聯(lián)一并聯(lián)型、其他類型，總結為下表1：表1：FACTS控制器類型不同的柔性交流輸電系統(tǒng)設備控制電網參數具有不同的功能。表2總結了柔性交流輸電系統(tǒng)設備所能控制的電網參數和應用功能。表2：FACTS設備能控制的電網參數及其應用靈活的交流傳輸系統(tǒng)技術可以為電網帶來很多好處。靈活的交流輸電系統(tǒng)技術，不僅可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而且可以在電網之間提供可靠的連接，提高電網的傳輸能力。使新電廠的位置更加靈活；根據需要控制電網流量；減少網絡丟失和流通；確保互聯(lián)電網的可靠和安全運行并降低發(fā)電成本；經濟良好。3柔性交流輸電系統(tǒng)的應用3.1靜止同步補償裝置大容量STATCOM:1999年3月，國內第一臺大容量STATCOM設備成功接入電網。這組STATCOM設備的容量為20Mvar。它是由清華大學和河南省電力局聯(lián)合開發(fā)的。該設備連接到河南。洛陽朝陽變電站。2006年2月，由上海電力局、清華大學等單位聯(lián)合運營的Shim_SOMvarSTATCOM接入上海西郊電網的關鍵技術研究與設備開發(fā)。南方電網公司在“十一五”國家科技支撐計劃的支持下，成功研制了中國容量最大的STATCOM200mvar/35kv動態(tài)無功補償裝置。2011年8月在_SOOkV東莞變電站試運行。自并網運行以來，它已經成功地多次響應了系統(tǒng)的短路故障，從檢測到電網故障到完全無功功率的時間為2_Sms，起到了暫態(tài)電壓支持的預期作用?？傊琒TATCOM技術變得越來越成熟，已成為動態(tài)無功補償和防止暫態(tài)電壓不穩(wěn)定性的重要控制方法。中小容量STATCOM:在中國，從2005開始，中小容量(30MVA)和配電等級(35kV)STATCOM(又稱DSTATCOM,D代表配電)在風電場、鋼廠等領域有很強的需求。促進了很多發(fā)展。到目前為止，該技術已經非常成熟，國內有數十家企業(yè)可以獨立生產該設備。根據國內一些生產STATCOM設備的上市企業(yè)的年報，近年來（如2012-2013年），這些企業(yè)的中小容量SVG年銷售額已超過5億元。另外，從企業(yè)實地考察得到的反饋表明，這些企業(yè)每年銷售四，五百套中小型STATCOM，主要應用領域是：煤炭工業(yè)，配電網，運輸業(yè)，新能源發(fā)電（主要是風力發(fā)電）和鋼鐵業(yè)。綜上所述，小容量的STATCOM技術已經成熟，得到了廣泛的開發(fā)和應用，可以提高功率因數和電能質量。3.2串聯(lián)補償串聯(lián)補償(SC)串聯(lián)補償系統(tǒng)通過改善輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定性來改善輸電系統(tǒng)。系列補償應用包括固定系列補償、晶閘管控制系列補償TCSC、晶閘管保護系列補償TPSC。在長距離輸電線路中，串聯(lián)電容器可以用來抵消電路電感的影響，因為串聯(lián)電容器與串聯(lián)電路相同，電感電流和電容器電壓的滯后電流均為90度，電感的領先電流為電壓90度，因此當電容器的電抗串聯(lián)電容器等于阻抗電路電感時，只需一個反向電容器電壓和電感器電壓相互抵消，電路電感電壓和電容器電壓完全抵消，因此電網的傳輸能力大大提高，電壓穩(wěn)定也大大改善了串聯(lián)補償技術是隨著高壓遠距離輸電技術的發(fā)展而發(fā)展起來的一項新興技術。交流輸電線路串聯(lián)補償是現代電力技術在高壓大功率領域應用的一種模式。其中,可控串聯(lián)補償技術使整個輸電線路的參數可以動態(tài)地調整串聯(lián)補償和可控串聯(lián)補償技術,可以補償線路的分布電感,提高系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)穩(wěn)定性,提高電壓質量,增加傳輸距離,增加傳輸容量。串聯(lián)補償的主要應用領域是農村配電、高壓遠距離輸電、電氣化鐵路供電。3.3柔性交流輸電技術瓶頸及發(fā)展趨勢盡管靈活的交流傳輸技術具有許多優(yōu)勢，但仍然存在許多尚未克服的技術難題。具體而言，技術困難體現在兩個方面。一方面，相應設備的驗證和實驗功能可以支持柔性交流輸電技術的發(fā)展。另一方面是系統(tǒng)設備控制保護平臺的相關技術研究。柔性交流傳動系統(tǒng)設備在發(fā)揮自身優(yōu)勢的同時也帶來了一些困難。與一般的補償電容電抗器相比，柔性交流輸電系統(tǒng)設備的制造成本更高，制造工藝更復雜。因此，這就要求各電力部門繼續(xù)加大對柔性交流輸電系統(tǒng)相關裝置及相關技術的研究力度。結論我國柔性交流輸電技術的發(fā)展還比較晚，許多技術難題還沒有克服，因此很難獨立研究相應的技術。因此，十年前，中國從國外購買了許多柔性交流傳輸設備已被研究人員所采用。目前，中國在這方面的發(fā)展取得了一系列令人矚目的成就，不僅提出了許多方法，如過電壓和有源絕緣配合，多目標協(xié)調控制等，不僅通過這些方法來解決。這個問題，也解決了許多難題。參考文獻[1]江全元,