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柔性交流输电技术在智能电网中的研究现状与展望

摘要：柔性交流输电技术为发展智能电网提供了保障，且在不久的将来一定会有广阔的市场前景。文章在介绍了智能电网的概念以及输变电系统对智能电网的作用的基础上，重点阐述了不同类别的柔性交流输电设备。

关键词：柔性交流输电技术；智能电网；现状；展望

1输变电系统对智能电网的作用

1.1智能电网的概念

智能电网是以先进的自动化控制技术为前提，具有安全性、灵活性及实现资源的优化配置的特点，可以高效、灵活地应对电网出现的变化。通过控制设备，就可以有效地控制和调节电网运行的柔性，且把风电等新能源引入系统的运行方式，从而更好地满足电网运行的需求。

1.2输变电系统对智能电网的作用

输变电系统对保证智能电网正常运行运起着举足轻重的作用。随着当前电网的不断发展，电网中的负荷和自由潮流也逐渐变大，不仅损耗了大量电能，还在功率输送时出现“功率倒流”或“功率绕送”问题。由于一些线路在传输时负荷不断增大，从而就降低了电网的稳定性，加大了电压的波动频率。若功率分布或走向不合适时，就会使得一些线路和设备轻载或过载，影响线路的稳定性；而且还会加大系统的有功功率损耗，易产生环流问题。除此之外，电力系统的稳定性及导线发热对交流远距离的输电传输有着重要的影响。因此，控制系统的运行方式是很有必要的。

1.3柔性交流输电设备的提出

美国EPRI专家N.G.Hingorani于1988年第一次提出了柔性交流输电系统，他认为若实现电力半导体开关的全面控制，就可实现电力系统的控制，从而通过电力传输系统就能将更多的电力传输出去。柔性交流输电技术集中了电力电子技术和控制技术，可有效地降低负荷线路的潮流和系统的损耗，提高系统的传输能力，保证系统的稳定性，这项技术还被专家称为“当前电力系统中具有变革性的前沿课题之一”。因此，柔性交流输电技术对我国的智能电网的建设起着重要的作用。

2不同类别的柔性交流输电设备

近年来，具有快速性、双向性和连续性的柔性交流输电得到了迅速的发展，且种类不断增多。按控制功能来分，柔性交流输电设备可分为电压控制型、电抗控制型、相对控制型和综合控制型。

2.1电压控制型

2.1.1静止无功补偿器（SVC）

如今，SVC已普遍应用在柔性交流输电设备控制器。约150套常规SVC应用在输电系统中，我国目前运行500kV系统的SVC有5台，它的主要功能就是迅速调节无功功率、维持电压稳定及平缓系统的振荡。

2.1.2静止同步补偿器（STATCOM）

通常，STATCOM也被称为ASVG，它可以有效地调节节点电压、补偿负荷无功功率及提供系统传输极限等。由于STATCOM依托电压源逆变技术，它的响应速度比SVC快，且波动小，尤其是在系统电压不稳定的情况下，无功率输出的能力还很强。清华大学与河南电力局共同研制成功第一台20Mvar容量的STATCOM，且在1999年投入使用。

2.2电抗控制型

2.2.1可控串联电容补偿器TCSC

它是柔性交流输电中最普遍的串联型设备，如今已广泛应用在潮流控制中，这样就提高了线路输送功率。同时TCSC还可以使用可控硅控制技术，便于潮流控制和对线路参数的补偿。此外，TCSC还具有操作简单、灵活的优点，如今在一些国家中已投入使用，也取得了较好的效果。

2.2.2可控硅控制移相器TCPS

由于TCPS可以控制线路的运行，这样就提高了输送功率。而且TCPS还打破了传统的移相器，具有运行速度快、寿命长、平息系统振动等优势。

2.3相位控制型

通常静止同步串联补偿器是在系统中接入一个约是正弦电压量从而达到补偿，它的主要部分就是具有一个能储藏电容的电压源逆变器，我们只需注入一个合适的电压，就可以达到控制电路中的有功和无功功率的目的。

2.4综合控制型

统一潮流控制器在柔性交流输电设备中起着重要的作用，它集串并联补偿和移项等功能于一体，具有良好的控制性能和迅速的动态响应力，可以满足多种控制功能的转换。而且它还允许串并联输出端之间的相互流动，在没有外部电源的情况下，也能实施控制，为一起输入的有功功率和无功功率之间串并线路补偿。此外，它可以选择合适的控制输电线的电压、角度，转换地控制输电线的功率潮流和提供并联无功功率补偿。

3展望

综上所述，柔性交流输电技术突破了传统输变电系统的速度慢、设备不精确性等缺点，把高效、精确地控制手段应用在交流输电网中，从而确保系统的稳定性，还可有效地避免因事故而引起的大部分地区停电。

柔性交流输电技术可以灵活地控制系统参数、联络线的输送功率。将潮流流向相对应的线路中，调节系统潮流的分布，保证系统的稳定性，从而达到安全经济运行的目的。

从我国当前电网发展趋势来看，我国电力系统的主要特征是跨区联网运行和实现电网的智能化发展。在当前的科技水平下，柔性交流输