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

柔性交流輸電技術(shù)在智能電網(wǎng)中的研究現(xiàn)狀與展望摘要：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(huì)有廣闊的市場(chǎng)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(duì)智能電網(wǎng)的作用的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)闡述了不同類別的柔性交流輸電設(shè)備。關(guān)鍵詞：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(duì)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(jìn)的自動(dòng)化控制技術(shù)為前提，具有安全性、靈活性及實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置的特點(diǎn)，可以高效、靈活地應(yīng)對(duì)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(yùn)行的柔性，且把風(fēng)電等新能源引入系統(tǒng)的運(yùn)行方式，從而更好地滿足電網(wǎng)運(yùn)行的需求。1.2輸變電系統(tǒng)對(duì)智能電網(wǎng)的作用輸變電系統(tǒng)對(duì)保證智能電網(wǎng)正常運(yùn)行運(yùn)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(fù)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(shí)出現(xiàn)“功率倒流”或“功率繞送”問題。由于一些線路在傳輸時(shí)負(fù)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(dòng)頻率。若功率分布或走向不合適時(shí)，就會(huì)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(huì)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(duì)交流遠(yuǎn)距離的輸電傳輸有著重要的影響。因此，控制系統(tǒng)的運(yùn)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(rèn)為若實(shí)現(xiàn)電力半導(dǎo)體開關(guān)的全面控制，就可實(shí)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(fù)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(xiàng)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(duì)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(duì)控制型和綜合控制型。2.1電壓控制型2.1.1靜止無功補(bǔ)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(yùn)行500kV系統(tǒng)的SVC有5臺(tái)，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(bǔ)償器（STATCOM）通常，STATCOM也被稱為ASVG，它可以有效地調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)電壓、補(bǔ)償負(fù)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(dòng)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(qiáng)。清華大學(xué)與河南電力局共同研制成功第一臺(tái)20Mvar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(bǔ)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(shí)TCSC還可以使用可控硅控制技術(shù)，便于潮流控制和對(duì)線路參數(shù)的補(bǔ)償。此外，TCSC還具有操作簡(jiǎn)單、靈活的優(yōu)點(diǎn)，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(yùn)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(yùn)行速度快、壽命長、平息系統(tǒng)振動(dòng)等優(yōu)勢(shì)。2.3相位控制型通常靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償器是在系統(tǒng)中接入一個(gè)約是正弦電壓量從而達(dá)到補(bǔ)償，它的主要部分就是具有一個(gè)能儲(chǔ)藏電容的電壓源逆變器，我們只需注入一個(gè)合適的電壓，就可以達(dá)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(bǔ)償和移項(xiàng)等功能于一體，具有良好的控制性能和迅速的動(dòng)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(dòng)，在沒有外部電源的情況下，也能實(shí)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(bǔ)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(bǔ)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(diǎn)，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(duì)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(dá)到安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。從我國當(dāng)前電網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)來看，我國電力系統(tǒng)的主要特征是跨區(qū)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行和實(shí)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(huì)有廣闊的市場(chǎng)前景。參考文獻(xiàn)1楊安民.柔性交流輸電（FACTS）技術(shù)綜述［J］.華東電力，2006（2）FlexibleExchangeandTransmissionTechnologyinIntelligentPowerGridtheCurrentStatusandProspectWuHongxunAbstract:Flexibleexchangeandtransmissiontechnologyforthedevelopmentofintelligentpowergridtoprovidethesafeguard,andinthenearfuturewillhavewideprospectofmarket.Thepaperhasintroducedtheconceptandtheintelligentpowertransmissionandtransformationofintelligentpowergridsystemonthebasisoftherole,thispaperfocusesondifferent