柔性交流輸電技術在智能電網中的研究現狀與展望

吳洪勛

（東營供電公司，山東 東營 257091）

柔性交流輸電技術在智能電網中的研究現狀與展望

吳洪勛

（東營供電公司，山東 東營 257091）

柔性交流輸電技術為發展智能電網提供了保障，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的概念以及輸變電系統對智能電網的作用的基礎上，重點闡述了不同類別的柔性交流輸電設備。

柔性交流輸電技術；智能電網；現狀；展望

1 輸變電系統對智能電網的作用

1.1 智能電網的概念

智能電網是以先進的自動化控制技術為前提，具有安全性、靈活性及實現資源的優化配置的特點，可以高效、靈活地應對電網出現的變化。通過控制設備，就可以有效地控制和調節電網運行的柔性，且把風電等新能源引入系統的運行方式，從而更好地滿足電網運行的需求。

1.2 輸變電系統對智能電網的作用

輸變電系統對保證智能電網正常運行運起著舉足輕重的作用。隨著當前電網的不斷發展，電網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“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，從而就降低了電網的穩定性，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備輕載或過載，影響線路的穩定性；而且還會加大系統的有功功率損耗，易產生環流問題。除此之外，電力系統的穩定性及導線發熱對交流遠距離的輸電傳輸有著重要的影響。因此，控制系統的運行方式是很有必要的。

1.3 柔性交流輸電設備的提出

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，他認為若實現電力半導體開關的全面控制，就可實現電力系統的控制，從而通過電力傳輸系統就能將更多的電力傳輸出去。柔性交流輸電技術集中了電力電子技術和控制技術，可有效地降低負荷線路的潮流和系統的損耗，提高系統的傳輸能力，保證系統的穩定性，這項技術還被專家稱為“當前電力系統中具有變革性的前沿課題之一”。因此，柔性交流輸電技術對我國的智能電網的建設起著重要的作用。

2 不同類別的柔性交流輸電設備

近年來，具有快速性、雙向性和連續性的柔性交流輸電得到了迅速的發展，且種類不斷增多。按控制功能來分，柔性交流輸電設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已普遍應用在柔性交流輸電設備控制器。約150套常規SVC應用在輸電系統中，我國目前運行500 kV系統的SVC有5臺，它的主要功能就是迅速調節無功功率、維持電壓穩定及平緩系統的振蕩。

2.1.2 靜止同步補償器（STATCOM）

通常，STATCOM 也被稱為 ASVG，它可以有效地調節節點電壓、補償負荷無功功率及提供系統傳輸極限等。由于STATCOM依托電壓源逆變技術，它的響應速度比SVC快，且波動小，尤其是在系統電壓不穩定的情況下，無功率輸出的能力還很強。清華大學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 可控串聯電容補償器TCSC

它是柔性交流輸電中最普遍的串聯型設備，如今已廣泛應用在潮流控制中，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，便于潮流控制和對線路參數的補償。此外，TCSC還具有操作簡單、靈活的優點，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還打破了傳統的移相器，具有運行速度快、壽命長、平息系統振動等優勢。

2.3 相位控制型

通常靜止同步串聯補償器是在系統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

統一潮流控制器在柔性交流輸電設備中起著重要的作用，它集串并聯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響應力，可以滿足多種控制功能的轉換。而且它還允許串并聯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，轉換地控制輸電線的功率潮流和提供并聯無功功率補償。

3 展望

綜上所述，柔性交流輸電技術突破了傳統輸變電系統的速度慢、設備不精確性等缺點，把高效、精確地控制手段應用在交流輸電網中，從而確保系統的穩定性，還可有效地避免因事故而引起的大部分地區停電。

柔性交流輸電技術可以靈活地控制系統參數、聯絡線的輸送功率。將潮流流向相對應的線路中，調節系統潮流的分布，保證系統的穩定性，從而達到安全經濟運行的目的。

從我國當前電網發展趨勢來看，我國電力系統的主要特征是跨區聯網運行和實現電網的智能化發展。在當前的科技水平下，柔性交流輸電技術為發展智能電網提高了保障，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.

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TM721.2

A

1000－8136（2011）33－0055－02