电网公司_电力电子_清华大学 大功率电力电子技术在电力系统的应用.ppt

韩英铎 姜齐荣 沈 斐 清华大学电机系柔性输配电系统研究所 * 柔性输配电系统 – 大功率电力电子技术在电力系统的应用 主要内容 国内外电力电子技术应用的新特点 电力电子技术在中国电力系统主要应用领域 解决西电东送瓶颈问题 解决负荷中心动态无功支撑问题 解决配电网及用户侧电能质量问题 我们在研制发展过程中的成果、经验与教训 技术发展建议 国外柔性输配电技术发展的三大特点 由初级研究阶段过渡到全面应用阶段 由单一的装置或技术过渡到基于共性技术基础的综合性系统化技术 工程应用明显加快，产业化步伐加速 柔性输配电技术的发展阶段 以半控型器件（晶闸管）为基础的技术发展成熟，进入工业化应用：SVC，HVDC 柔性交流输电（FACTS）、用户电力（Custom Power，DFACTS）的概念先后提出 新的装置不断研制：TCSC、STATCOM…超过二十种 主要装置的示范工程：TCSC、STATCOM、UPFC、轻型直流 柔性输配电技术是综合性集成系统 针对器件、电路结构、控制方法等进行单一技术或装置的研究 结合示范工程进行初步研制、前期推广 柔性输配电技术进入产业化阶段 大功率电力电子应用的共同核心技术 高电压大容量变流技术和装置 主电路及控制系统技术 电磁兼容性（EMC）和抗干扰技术 故障诊断、保护和预警技术 仿真、测试与试验技术 新型高电压大容量电力电子元件及其应用技术 新型高电压大容量门极可关断器件（IGBT、IGCT等） 大容量器件的串并联技术 生产与制造 基于VSC的轻型直流输电技术 轻型直流输电的基础技术是采用IGBT/IGCT构成的电压源逆变器 换流器是DVR的技术基础 由IGBT/IGCT组成的换流器，PWM调制 换流器是DVR的技术基础 也是DSTATCOM、APF等的技术基础 世界上输电系统主要STATCOM Talega ±100 MVA STATCOM California, Talega ±100 MVA, 138 kV, 2002-10 12.5MVA×4×2＋69MVA×3（FC，230kV） 基于VSC的轻型直流输电技术 轻型直流输电技术不是传统高压直流输电的换代技术，应用领域不同 轻型直流输电技术的应用范围： 向偏远地区供电、海上供电 城市配电网增容改造 清洁能源发电 不同额定频率或相同额定频率的交流系统间的非同步运行 直流环网供电 提高配电网电能质量 国外轻型直流输电的主要工程 UPFC与轻型直流输电系统的结合 UPFC与轻型直流输电的结合： 控制有功无功，从而对电压进行调节，提高电网输送容量，改善稳定性 ABB SVC Light (STATCOM) in SNCF 2002年夏，ABB 赢得合同额 Euro 3.6 million 的交钥匙工程，为法国铁路公司安装SVC Light（即STATCOM）。预计2003夏完成。 ( 225Euro/kVar ) 作用：抑制列车通过对电力系统引起的扰动，提高电能质量，避免新建线路 安装在Evron变电站（将90kV降压为25kV单相，±16MVA） ABB PCS600-SVC(19MVA)混合式 ODEC installed a large-capacity PCS 600-SVC system at its site on the eastern shore of Virginia within just three months from the order date. 提供动态电压支撑与调节，抑制闪变，补偿功率因数 ２个4MVA VSC（基于ACS 600技术，IGBT）+ 11MVAR 电容器组 PCS600-SVC，占地面积小，模块化组件设计，高性能软件，使ABB能提供 “customer-tailored solutions in record time at very cost-competitive rates” PCS600-SVC每个模块输出无功从±350 kVAR到±2MVAR，大于±2MVAR，采用多个模块并联运行 ODEC：Old Dominion Electric Cooperative (ODEC; Richmond, Virginia, U.S.) SCs PureWave DSTATCOM 2MVA – 2/4/6/8MVA 5MVA – 5/10/15/20MVA SCs PureWave DVR 用途：改善由于电压跌落、骤升、负荷突变等引起的电压质量问题，满足敏感负荷的要求 其他公司的DVR产品 ABB：DVR，SVR SIEMENS：SIPCON 主要内容 国内外电力电子技术应用的新特点 电力电子技术在中国电力系统主要应用领域 解决西电东送瓶颈问题 解决负荷中心动态无功支撑问题 解决配电网及