FACTS解读.ppt

FACTS技术基本概念 交流输电系统的电力电子装置，其中“柔性”是指对电压电流的可控性；如装置与系统并联可以对系统电压和无功功率进行控制，装置与系统串联可以对电流和潮流进行控制； FACTS通过增加输电网络的传输容量，从而提高输电网络的价值，FACTS控制装置动作速度快，因而能够扩大输电网络的安全运行区域； 在电力电子装置最早用于直流输电系统中并实现了对输送功率的快速控制，由此人们想在交流系统中加装电力电子装置，寻求对潮流的可控，以获得最大的安全裕度和最小的输电成本，FACTS技术应运而生 。 FACTS的技术特点 利用FACTS元件可以快速、平滑地调节系统参数，从而灵活、迅速地改变系统的潮流分布。 FACTS元件具有快速可控的特点，对提高系统的暂态稳定性有十分显著的作用。 FACTS元件可以断续或连续地调节控制参数，可以用来调节系统阻尼，抑制振荡，改善系统的动态稳定性。 电子开关理论上可以无限次操作而无机械磨损，因而提高了系统的灵活性和可靠性。 FACTS技术可以充分利用现有输电线路和设备，以增加FACTS元件的方法，在现有电力系统内逐步实施。 几种FACTS控制器 1.静止无功补偿器SVC SVC 是一种静止的并联无功发生或者吸收装置，它包括晶闸管控制电抗器TCR、晶闸管投切电抗器TSR、晶闸管投切电容器TSC以及它们之或与机械投切并联电容器MSC/电抗器MSR构成的某种组合体。 SVC不仅用于输电网以提高传输可控性、系统稳定性和输送容量，还广泛应用于配电网用以提高供电可靠性、降低线损和改善电能质量。 几种FACTS控制器 2.静止同步补偿器STATCOM STATCOM是一种并联的、能进行无功补偿的静止同步“发电机”，功能与SVC基本相同，但是运行范围更宽，调节速度更快。一般STATCOM中的变换器可以采用电压型变换器VSC，如图2a ) 所示；也可以采用电流型变换器CSC，如图2b) 所示。 目前基于VSC的STATCOM更常见，它通过调节其直流侧电容电压的幅值和(或)变换器的调制比，可以控制变换器交流输出电压的幅值，进而改变装置输出电流的极性(容性或感性)和大小，达到实现无功控制、电压控制、阻尼控制目的，以提高系统静态和暂态稳定性。 几种FACTS控制器 3.晶闸管控制串联电容器TCSC和晶闸管控制串联电抗器TCSR TCSC是一种阻抗补偿设备，通过晶闸管控制来实现连续补偿度调节的线路串联补偿装置。通过控制TCR支路上晶闸管的导通角，可以在一定范围内连续调节TCSC提供的等效阻抗。与其他串联补偿装置相比，TCSC简单灵活能够弥补固定串补存在的不足，能够进行动态潮流控制、阻尼功率振荡、抑制次同步振荡、提高系统暂态稳定水平和增加输送能力、优化潮流分布和降低网损等。 TCSR是一种感性补偿设备，串联在输电线路上用以提供连续可控的补偿感抗。其结构如图3b)所示，工作原理与TCSC比较类似，也是采用晶闸管触发角控制。 几种FACTS控制器 4.统一潮流控制器UPFC UPFC主要由并联换流器和串联换流器构成，两者通过共用的直流电容连接成背靠背的形式。这种结构能实现两个换流器之间有功功率的双向流动，同时每个换流器都可以向交流系统发出或从交流系统吸收无功功率。 串联侧换流器VSC2通过串联变压器向电网注入幅值和相位可控的电压，是实现UPFC潮流控制功能的主要部分。其注入的电压可等效为一基频同步电压源。传输线的电流流经这个电压源会导致串联换流器与电网之间的有功、无功功率交换，其中，无功功率可由串联换流器产生，而有功功率则转变为对直流侧的有功功率需求。 并联侧换流器VSC1的基本功能是提供串联换流器的有功功率需求，维持直流电容电压稳定;同时，还能够产生或吸收无功功率，为节点提供独立的并联无功补偿及动态电压支撑。 几种FACTS控制器 5.晶闸管控制的移相器TCPST TCPST是一种采用晶闸管开关调节、能提供快速可变相角的晶闸管控制移相器。其单相结构如图5所示，每相包括一个并联和一个串联的变压器，并联绕组的原边连接到另外两相，产生一个相位与控制相电压垂直的电压相量，通过电力电子电路进行适当调节(即改变极性和幅值等)后叠加到控制相电压上，从而达到可控移相的目的。TCPST通过调节相位能够有效的控制电网的潮流，提高暂态和中长期稳定性，阻尼功率振荡。 FACTS在中国的应用现状 随着FACTS控制器的发展，解决了我国电网发展进程中出现的短路过电流、高压线路容性充电功率偏高等问题，FACTS技术得到了大力发展。2006年9月在山西省忻都开关站成功投运500kV分级可控并联电抗器，次年同时间在湖北江陵换流站