柔性交流输电技术.pdfVIP

浅谈柔性交流

输电（ＦＡＣＴＳ）技术

衣斌黑龙江建三江农垦电业局

极限是一项有价值而且紧迫的工作。ＦＡＣＴＳ技术为增强输电系统提

供了新的手段。安装在长距离输电线中间或受端的静止无功补偿装置

（ＳＴＡＴＣＯＭ）能够提供电压支撑从而能极大地提高长距离输电系

统的稳定性。

三、ＦＡＣＴＳ技术的分类及其技术原

器（ＳＴＡＴＣＯＮ），晶闸管投切串联电容器（ＴＣＳＣ），统一潮

流控制器（ＵＰＦＣ）就是基于ＦＡＣＴＳ技术的产品。

理

ＦＡＣＴＳ技术按其接入系统方式可分为并联型，串联型和综合型。并

联型ＦＡＣＴＳ主要用于电压控制和无功潮流控制；串联型ＦＡＣＴＳ

主要用于输电线路的有功潮流控制、系统的暂态稳定和抑制系统功率振

荡；综合型ＦＡＣＴＳ设备主要包括潮流控制器（ＵＰＦＣ）和可控移

相器（ＴＣＰＲ），ＵＰＦＣ适用于电压控制、有功和无功潮流控制、

暂态稳定和抑制系统功率振荡，ＴＣＰＲ适用于系统的有功潮流控制和

抑制系统功率振荡。各种类型设备的技术原理介绍如下：

１、并联型ＦＡＣＴＳ装置

典型的并联型ＦＡＣＴＳ装置是ＳＴＡＴＣＯＭ。ＳＴＡＴＣＯＭ主回

路主要是由大功率电力电子器件组成的电压型逆变器和并联直流电容

器构成，是与传统ＳＶＣ原理完全不同的无功补偿系统。这种装置脱离

了以往无功功率概念的约束，不采用常规电容器和电抗器来实现无功补

偿，而是利用逆变器产生无功功率。因此，设备无功功率的大小都由它

输出的电流来调整，而其输出的电流与系统电压基本无关，这些功能、

原理上类似于同步调相机，但它是完全的静态装置，因此ＳＴＡＴＣＯ

Ｍ又称为静止调相器，它的动态性能远优于同步调相机，启动无冲击，

调节连续范围大，响应速度快，损耗小。

２、串联型ＦＡＣＴＳ装置

典型的串联型ＦＡＣＴＳ装置是可控串补（ＴＣＳＣ）。ＴＣＳＣ通常

指采取晶闸管控制的分路电抗器与串联电容器组并联组成的串联无功

补偿系统，通过改变晶闸管的触发角来改变分路电抗器的电流，使

二、我国电力的发展需要柔性交流输电技术

上世纪八十年代中期，美国电力科学研究院Ｎ．Ｇ．Ｈｉｎｇｏｒａｎ

ｉ博士首次提出ＦＡＣＴＳ概念：应用大功率、高性能的电力电子元件

制成可控的有功或无功电源以及电网的一次设备等，以实现对输电系统

的电压、阻抗、相位角、功率、潮流等的灵活控制，将原基本不可控的

电网变得可以全面控制。从而大大提高电力系统的高度灵活性和安全稳

定性，使得现有输电线路的输送能力大大提高。

柔性交流输电系统能在较大范围有效地控制潮流；线路的输送能力可增

大至接近导线的热极限；电网和设备故障的危害可得到限制，防止线路

串级跳闸，以避免事故扩大；易阻尼消除电力系统振荡，提高系统的稳

定性。

目前，在我国部分高等院校、电力生产和设计部门及一些电气设备制造

厂家都已开始ＦＡＣＴＳＡ技术方面有较深入的研究。

随着新建电厂的不断并网发电，中国电力系统总装机容量上了新的台阶，

然而整个电力系统出现了输电网络建设滞后于电厂建设的问题。许多长

距离输电线输送的功率受到稳定极限的限制，这些输电线线路中间和受

端由于缺乏强有力的电压支撑，其稳定极限大大低于其热稳定极限。这

导致送端的发电厂窝电现象突出，发电厂的容量不能得到充分应用。如

何提高长距离输电线的稳定极限，使其接近甚至达到其热稳定

２１世纪的输电系统运行将承担更大的来自环境保护和电力市场等方

面的压力和需求。柔性交流输电系统恰好可以满足增大输送能力、保持

输电系统稳定和优化系统运行的几大需求。

一、柔性交流输电的概念

柔性交流输电系统是ＦｌｅｘｉｂｌｅＡＣＴｒａｎｓｍｉｓｓｉ

ｏｎＳｙｓｔｅｍｓ的中文翻译，英文简称ＦＡＣＴＳ，指应用于交

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，静止无功补偿器（ＳＶＣ），静止

同步补偿串联补偿器的等效阻抗大小能够连续平滑快速变化，因而ＴＣ

ＳＣ可以等效成一个容量连续可变的电容器，其接入的输电线路的等效

阻抗也可以连续变化，在给定的线路两端电压和相角情况下，线路的输

送功率将可实现快速连续控制，以适应系统负载变化和动态干扰，达到