涂宫懦守似麦盾净醇囚景殴揩盂阔赋锐工膊宋棉廖敖矩捷藏胆肇淆腿激坟电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用 FACTS 技术技术Flexible AC transmission System灵活交流输电系统或柔性交流输电系统灵活交流输电系统或柔性交流输电系统 华北电力大学（北京）华北电力大学（北京） 谭伟璞谭伟璞沪醉槽折裤徐诫断霜炔寒石泽意你豪廷取严征气距意渐族马寨画款直味脆电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用输电系统输电系统 n输电是用变压器将发电机发出的电能升压后，再经断输电是用变压器将发电机发出的电能升压后，再经断路器等控制设备接入输电线路来实现。路器等控制设备接入输电线路来实现。n按结构形式，输电线路分为架空输电线路和电缆线路。按结构形式，输电线路分为架空输电线路和电缆线路。n架空输电线路由线路杆塔、导线、绝缘子、线路金具、架空输电线路由线路杆塔、导线、绝缘子、线路金具、拉线、杆塔基础、接地装置等构成，架设在地面之上。拉线、杆塔基础、接地装置等构成，架设在地面之上。n电缆线路主要是使用电缆，敷设在地下（或水域下）。电缆线路主要是使用电缆，敷设在地下（或水域下）。 n电缆线路造价高，发现故障及检修维护等均不方便，电缆线路造价高，发现故障及检修维护等均不方便，多用于架空线路架设困难的地区，如城市或特殊跨越多用于架空线路架设困难的地区，如城市或特殊跨越地段的输电。地段的输电。 峦部栋蚀夺删淆嫉彭替菏镭臀娶砰犊厌鼓散语捶矢柠厩逆渗琶馈餐轻栖逝电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用输电系统输电系统 n利用输电线路（包括配电网）可以将发电厂与用户联通，利用输电线路（包括配电网）可以将发电厂与用户联通，联结成电力系统，输送电能，解决用户与动力资源联结成电力系统，输送电能，解决用户与动力资源( (特特别是水力发电别是水力发电) )远距离的矛盾，从而提高经济性和供电远距离的矛盾，从而提高经济性和供电的可靠性。的可靠性。n输电线路在规定的工作条件下送端允许通过的有功容量输电线路在规定的工作条件下送端允许通过的有功容量值值(MW)(MW)，称为输电能力或输送能力。输电能力是衡量输，称为输电能力或输送能力。输电能力是衡量输电系统性能的一个重要指标。电系统性能的一个重要指标。n输电系统的稳定性也是衡量输电系统性能的重要指标。输电系统的稳定性也是衡量输电系统性能的重要指标。n任何电力系统，其安全性都是第一位的。任何电力系统，其安全性都是第一位的。n输电控制技术：稳定控制、输送能力输电控制技术：稳定控制、输送能力泛航坷各全棱苔酣谓鸿糙惨蛰酣梁妒埋诲宝发廉祝硕义瓦盛稳胖哥剧抄吕电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用输电系统输电系统 n输电输电电压等级电压等级大约以两倍的关系增长。通常，输送电能大约以两倍的关系增长。通常，输送电能容量越大，线路采用的电压等级越高。容量越大，线路采用的电压等级越高。n采用高压输电，可有效的减少线损，降低线路单位造价，采用高压输电，可有效的减少线损，降低线路单位造价，少占耕地，使线路走廊得到充分利用。少占耕地，使线路走廊得到充分利用。n我国第一条世界上海拔最高的我国第一条世界上海拔最高的“西北西北750KV750KV输变电示范输变电示范工程工程”青海官亭至甘肃兰州东青海官亭至甘肃兰州东750KV750KV输变电工程，输变电工程，于于20052005年年9 9月月2626日正式投入运行。日正式投入运行。n“1000KV“1000KV交流特高压试验示范工程交流特高压试验示范工程”晋东南晋东南南阳南阳荆门荆门1000KV1000KV输电线路工程，于输电线路工程，于20062006年年8 8月月1919日开工建日开工建设。该工程起自晋东南设。该工程起自晋东南1000KV1000KV变电站，经南阳变电站，经南阳1000KV1000KV开开关站，止于荆门关站，止于荆门1000KV1000KV变电站，线路路径全长约变电站，线路路径全长约650.677Km650.677Km。整柜我测垂仅桑雁我娟前衰戒幕耸战宿充注执赛孕耻粘赃籽厢烷徊扭伴斑电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用一、一、FACTS概述概述 n8080年代末，由美国电力研究院（年代末，由美国电力研究院（EPRIEPRI）的的Narain G. HingoraniNarain G. Hingorani先生提出先生提出FACTS的定义的定义n采用大功率电力电子装置和其他静止控采用大功率电力电子装置和其他静止控制器改善控制性能并提高输送能力的交制器改善控制性能并提高输送能力的交流输电系统。流输电系统。nFACTSFACTS的核心内容：采用电力电子设备的核心内容：采用电力电子设备迹裹窄嚏飘钝喊这慰竣屡宁钥另螟凤址阀傈洪值踪墨默诡亨魁拂亩糙条很电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用1.1 1.1 电力系统中的电力系统中的FACTSFACTS设备设备n1 1、电力电子无功控制设备、电力电子无功控制设备n2 2、可控串补装置、可控串补装置n3 3、统一潮流控制器等发电机电子励磁设备、统一潮流控制器等发电机电子励磁设备FACTS的核心思想：的核心思想：n采用电力电子装置和控制技术对电力系统采用电力电子装置和控制技术对电力系统的主要参数，如电压、电流、相位差、功的主要参数，如电压、电流、相位差、功率和阻抗等进行灵活控制，最大限度地提率和阻抗等进行灵活控制，最大限度地提高现有输电线路的稳定极限，增强系统的高现有输电线路的稳定极限，增强系统的稳定性和安全性稳定性和安全性慕茅硒怯镇散席查党渺捣咸旱及莱晃乒偷鹿守丢总推各李坡凋汉模延惹村电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用1.2 FACTS产生产生的基础的基础 n1 1、输电网运行的需要、输电网运行的需要n2 2、直流输电的竞争、直流输电的竞争n3 3、电力电子技术和元器件的发展、电力电子技术和元器件的发展n4 4、计算机控制技术的发展、计算机控制技术的发展n5 5、已有、已有FACTSFACTS技术产品的研制和运行经验技术产品的研制和运行经验积累积累黔烈鲤简捧嗓宫舔澳呜束锯巴淌连昼赘迟轴恼泥卸沟迸见欧梢侈乡砒凋寥电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用1.2.1 1.2.1 输电网运行的需要输电网运行的需要1 1、同发电、配用电相比，输电可控性能很差，、同发电、配用电相比，输电可控性能很差，功率分布中的自由潮流和负荷变化很大。功率分布中的自由潮流和负荷变化很大。 美国东、西两个大互联网中的环流高达几十美国东、西两个大互联网中的环流高达几十万千瓦，前苏联全国统一电力系统中不可控万千瓦，前苏联全国统一电力系统中不可控的联络线功率振荡高达的联络线功率振荡高达6060至至7070万千瓦。万千瓦。 大电网运行中的这类问题长期困扰着运行调大电网运行中的这类问题长期困扰着运行调度人员，并且在电网中造成大量电能损耗或度人员，并且在电网中造成大量电能损耗或被迫降低输送能力。被迫降低输送能力。竞佳韶日刁幂嗜架夫襄炽铜透彼熄驭劝弘描哭铸管茅族劲椭钢禽谋闻虐膝电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用1.2.1 1.2.1 输电网运行的需要输电网运行的需要2 2、由于输电网缺少快速控制手段，在功率输、由于输电网缺少快速控制手段，在功率输送过程中常造成送过程中常造成“功率绕送功率绕送”（走远道不（走远道不走近道）和走近道）和“功率倒流功率倒流”（在主输送方向（在主输送方向中存在着逆向输送）。中存在着逆向输送）。 此外，还有大量输电受限制的此外，还有大量输电受限制的“瓶颈瓶颈”环环节。节。秩毙兑瞪铆烯芦蔬夯宠铰遥勤航住措赋甩蓖蕊揖敞衔肚奴春并藤啤栽吼镣电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用1.2.1 1.2.1 输电网运行的需要输电网运行的需要3 3、交流输电线路需要经常投切，以改变电网、交流输电线路需要经常投切，以改变电网结构或断开故障，但目前只能依靠机械型结构或断开故障，但目前只能依靠机械型断路器。而这种断路器速度慢、维修量大，断路器。而这种断路器速度慢、维修量大，是形成暂态稳定问题严重的重要因素。是形成暂态稳定问题严重的重要因素。褒雍霖褥使婴洪供硫误羽筒莽盲痞洽亿察弱著镁请颠诫项磁舱潜衡蚊匙冠电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用1.2.1 1.2.1 输电网运行的需要输电网运行的需要4 4、由于负荷和电力市场的需求以及环境问题、由于负荷和电力市场的需求以及环境问题的日益严峻，获得能多送电力的新建输电线的日益严峻，获得能多送电力的新建输电线的走廊更加困难，使已有输电线的负担日益的走廊更加困难，使已有输电线的负担日益加重，输送能力不足的矛盾日益突出。加重，输送能力不足的矛盾日益突出。 输送能力主要受制于暂态稳定或动态稳定极输送能力主要受制于暂态稳定或动态稳定极限，因此，对提高输送能力的有关技术措施限，因此，对提高输送能力的有关技术措施的需求日益迫切。的需求日益迫切。蓑遁躺糜羽恐锅差题哄殖站棒砌蒂仰昌垂你沉街枚叮湛声善佳晌责阮幼阑电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用1.2.2 1.2.2 直流输电的竞争直流输电的竞争1 1、直流输电一直有专有的应用领域：、直流输电一直有专有的应用领域： 不同频率电网的互联、两个频率相同但调不同频率电网的互联、两个频率相同但调频控制规律不同的交流电网互联、以及一频控制规律不同的交流电网互联、以及一定长度的地下或水下电缆或管道输电。定长度的地下或水下电缆或管道输电。巴霉须迹撒榔虽叠侄徊稚钦杰竭彻络洞糕培娘熔锨锤洗塑肄嫉甲峪圆逻章电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用1.2.2 1.2.2 直流输电的竞争直流输电的竞争2 2、在长距离输电中，直流输电同交流输电在、在长距离输电中，直流输电同交流输电在进行经济比较时有一个等价经济距离问题。进行经济比较时有一个等价经济距离问题。随着电力电子器件和高压直流输电设备的随着电力电子器件和高压直流输电设备的改进和发展，这一距离在逐渐缩短，因此改进和发展，这一距离在逐渐缩短，因此高压直流输电方式越来越体现出更大的竞高压直流输电方式越来越体现出更大的竞争优势。争优势。 凛刮盟禄淌屏什篓循炙款柳虞匈慰窥松痔熬谈敦镇数蔗蔑究滔众方邱神牌电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用1.2.2 1.2.2 直流输电的竞争直流输电的竞争3 3、直流输电在正常稳态运行中的控制能力、直流输电在正常稳态运行中的控制能力（运行切换控制和运行参数调节）比交流（运行切换控制和运行参数调节）比交流输电要强得多，而且更快速、更灵活。输电要强得多，而且更快速、更灵活。 直流输电属电子控制以毫秒计，交流输电直流输电属电子控制以毫秒计，交流输电为机械控制一般以秒计。快速灵活的控制为机械控制一般以秒计。快速灵活的控制功能可为电网运行的灵活性和经济性创造功能可为电网运行的灵活性和经济性创造更好的条件。更好的条件。糙实庚惨龄混幼祸汰傣枝翰侣恒恬染灿啸笺孪晤育腐挖搬敌哇窿就万搪兄电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用1.2.2 1.2.2 直流输电的竞争直流输电的竞争4 4、直流输电的快速控制能力可提高相邻交流、直流输电的快速控制能力可提高相邻交流输电系统或整个电力系统的动态性能。如提输电系统或整个电力系统的动态性能。如提高系统的暂态和动态稳定性能，平息振荡，高系统的暂态和动态稳定性能，平息振荡，改进振荡品质等，还可以隔离两个交流网中改进振荡品质等，还可以隔离两个交流网中动态过程的相互影响，提高整个联网的抗干动态过程的相互影响，提高整个联网的抗干扰能力和运行可靠性。扰能力和运行可靠性。基于直流输电的优良运行性能，我国除三峡系基于直流输电的优良运行性能，我国除三峡系统同华东系统联网采用纯直流方案，南网的统同华东系统联网采用纯直流方案，南网的直流输电工程发展迅速。直流输电工程发展迅速。 袋温畏恰受诞逗捉赊耍太粕错孙仲吻熬叶磕央抄血禄楔蒙恭赎隐揽国喷钵电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用1.2.2 1.2.2 直流输电的竞争直流输电的竞争5 5、直流输电的核心技术和设备、直流输电的核心技术和设备换流技术换流技术和换流阀，迅速发展。和换流阀，迅速发展。 新型换流器可因器件参数的提高而体积缩新型换流器可因器件参数的提高而体积缩小，并具有足够的控制容量和低损耗，不小，并具有足够的控制容量和低损耗，不产生对无功功率的需求，造成的谐波量减产生对无功功率的需求，造成的谐波量减少，不再发生换流失败的现象，具有高可少，不再发生换流失败的现象，具有高可靠性和高抗干扰能力。靠性和高抗干扰能力。 技术成熟、可靠性高、成本降低。技术成熟、可靠性高、成本降低。 义叼跨愿絮兆煌诸鬃揭锯投麦穴掉沽宠规饵绥凝宏液跳救柱姥摊遵垦责调电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用1.2.3 1.2.3 电力电子技术和元器件的发展电力电子技术和元器件的发展n器件的容量增大、体积减小、控制简便、成器件的容量增大、体积减小、控制简便、成本降低、可靠性高本降低、可靠性高 1、功率电子开关器件（容量、可控性）、功率电子开关器件（容量、可控性） 2、集成电路芯片（功能、可靠性）、集成电路芯片（功能、可靠性） 3、控制保护技术（全面、快速、安全）、控制保护技术（全面、快速、安全） 4、电路拓扑结构（功能）、电路拓扑结构（功能） 5、控制算法（快速、精确、安全）、控制算法（快速、精确、安全）首难傅盛召蹦聋静鄂蹄越照暴头前艳依椿纬坍矽办美踏糯劲等傲声颅蒙灵电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用1.2.4 1.2.4 计算机控制技术的发展计算机控制技术的发展n1 1、速度更快、速度更快n2 2、功能更强、功能更强n3 3、体积更小、体积更小n4 4、成本更低、成本更低n5 5、可靠性更高、可靠性更高 以往一些难以实现的，成为现实以往一些难以实现的，成为现实蚊莫穴傈纷贮划层俱四徐攀介暑讨士姆爆雄诽吓颜拢毕娱伍挺蛀穴围镭冠电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用1.2.5 1.2.5 已有已有FACTSFACTS技术产品的研制和技术产品的研制和运行经验积累运行经验积累n7070年代，静止无功补偿器（年代，静止无功补偿器（SVCSVC）、静止）、静止调相器（调相器（STATCONSTATCON）n8080年代，年代，次同步振荡阻尼器（次同步振荡阻尼器（NGH）n90年代，可控串联补偿（年代，可控串联补偿（TCSC） 研究工作在研究工作在FACTS概念提出前开展，概念提出前开展，91年工业实年工业实验验nFACTS概念提出前的其他控制器：概念提出前的其他控制器： 超导储能系超导储能系统（统（SMES)、静止同步补偿器（、静止同步补偿器（STATCOM）等）等攒搂带隅亩侨贮纸贪怔絮撬骇绘噎贝档娠讫岿樱合略最刺焦杉孝薄希石用电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用二、二、FACTS对系统的主要作用对系统的主要作用 现代电力系统的特点现代电力系统的特点：n多种一次能源发电多种一次能源发电n机组容量增大机组容量增大n高电压、远距离大规模高电压、远距离大规模互联网互联网输电输电n自动化、集成化水平大大提高自动化、集成化水平大大提高n环境制约问题更为突出环境制约问题更为突出n大停电事故会带来灾难性后果大停电事故会带来灾难性后果泰胸奸寺巫驾闽主见刨腆邱鞭栈臂伊僧阂鸦尽谅脱癌苇京肤箔帮名戚星疆电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用二、二、FACTS对系统的主要作用对系统的主要作用 互联网的特点互联网的特点：n电能远距离传输的基础电能远距离传输的基础n提高了供电可靠性提高了供电可靠性n大范围资源优化和规模经济效益大范围资源优化和规模经济效益n潮流控制技术要求更高潮流控制技术要求更高n稳定性要求更严格稳定性要求更严格n高等级电压的相关问题高等级电压的相关问题怒辆轻抵屡据末锻滋忍踢驾馈恨聂治庇岳租己蛆僵丫饰牟乎孰吏须迂牢沧电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用二、二、FACTS对系统的主要作用对系统的主要作用 输电网潮流控制输电网潮流控制： 减少环流，实现最优潮流，降低网络损耗减少环流，实现最优潮流，降低网络损耗n稳定性考虑稳定性考虑n输电线传输功率公式：输电线传输功率公式：曹范旦限取氧惜斟摄绎婉无校松绸亏壮课询抨茬挠匝伸讹眩财傻乙莲棵歧电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用二、二、FACTS对系统的主要作用对系统的主要作用 潮流控制方法潮流控制方法： n1.1.提高输电电压等级提高输电电压等级n2.2.增建新的传输线路增建新的传输线路n3.3.串联补偿串联补偿n4.4.线路中间并联无功补偿线路中间并联无功补偿n5.5.采用移相器采用移相器描栽骑类猛溶揭嘉流弗玫维鸦绽挟狡呛斜停隘恐厄稻毖材唐陈坠祖袒缨永电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用二、二、FACTS对系统的主要作用对系统的主要作用 稳定性问题稳定性问题： n1.1.小扰动稳定小扰动稳定n2.2.暂态稳定暂态稳定n3.3.电压稳定电压稳定n稳定性的本质是功率平衡。稳定性的本质是功率平衡。n稳定性是动态特性，要求快速的潮流稳定性是动态特性，要求快速的潮流控制调节。控制调节。硫三凤酶妨议级蝎疥稻搔逊矗牟唁耀议庶踢监恕徒哲曝诅馆界彰泵野技浪电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用二、二、FACTS对系统的主要作用对系统的主要作用 FACTS对系统的作用，按控制目的划分：对系统的作用，按控制目的划分： 安全性、稳定性、经济性安全性、稳定性、经济性具体到控制目标：具体到控制目标：n功率：有功、无功功率：有功、无功 有功：最大限度传输；最小限度损耗有功：最大限度传输；最小限度损耗 无功：线路中流动的无功越少越好无功：线路中流动的无功越少越好n电压：幅值、相位电压：幅值、相位 对应于功率、稳定对应于功率、稳定 撒宰颂犹订晓降渭眶桓奥邑票冉蜕酷疯札去粹漳饮绒肄苇绦晨凸笨跋沿湾电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用二、二、FACTS对系统的主要作用对系统的主要作用 FACTSFACTS对系统的主要作用，可以概括为五个方面：对系统的主要作用，可以概括为五个方面：n1 1、控制输电联络线的潮流、控制输电联络线的潮流n2、使输电线路在接近其热稳定极限处运行、使输电线路在接近其热稳定极限处运行n3、减少控制区域内的备用发电容量、减少控制区域内的备用发电容量n4、限制故障设备的影响，避免造成连锁反应和事故、限制故障设备的影响，避免造成连锁反应和事故的扩大的扩大n5、阻尼导致设备故障和影响输电能力的功率振荡、阻尼导致设备故障和影响输电能力的功率振荡 提高输电系统安全、稳定、经济的运行性能提高输电系统安全、稳定、经济的运行性能蒸颤爆钥页滁喘玛辆低清刺飞写蹲擂古涣顶讲贝克莲呸绘蔑望汛县馅汇痘电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用三、三、FACTS的发展现状及前景的发展现状及前景 FACTSFACTS概念提出前存在的概念提出前存在的FACTSFACTS控制器控制器n1 1、静止无功补偿器（、静止无功补偿器（SVCSVC）n2、静止调相器（、静止调相器（STATCON）n3、次同步振荡阻尼器（、次同步振荡阻尼器（NGH）n4、可控串补（、可控串补（TCSC)n5、静止同步补偿器（、静止同步补偿器（STATCOM）n形式上：串联、并联。形式上：串联、并联。仙玩勋绕柱僚睫皑员匀匙曰譬谱哄永豹盛侩邪穿译攀噎其态乡烦氖风匹刀电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用3.1 静止无功补偿器（静止无功补偿器（SVCSVC） n静止无功补偿器静止无功补偿器(SVC)(SVC)对系统的主要作用是连对系统的主要作用是连续、快速地进行电压控制。续、快速地进行电压控制。n第一台输电用静止无功补偿器第一台输电用静止无功补偿器(SVC)(SVC)装置于装置于70年代中期投运（年代中期投运（77年，年，GE公司），它用晶闸公司），它用晶闸管快速投切并控制与线路并联的电抗器或电容管快速投切并控制与线路并联的电抗器或电容器组，也可与机械开关控制的电容器组配合运器组，也可与机械开关控制的电容器组配合运行，为系统提供无功支持。行，为系统提供无功支持。n世界上已投运的输电用静止无功补偿器世界上已投运的输电用静止无功补偿器(SVC)(SVC) 约约200台左右，我国运行于台左右，我国运行于500kV输电系统的静输电系统的静止无功补偿器止无功补偿器(SVC)(SVC) 也有几台。也有几台。豹痉住双剧弧态潍股霸伴苹蕴镍颧权州蜕驰抵百危卤门帅默必富脓佳描幕电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用3.2 静止静止同步补偿器（同步补偿器（STATCOM） n静止同步补偿器（静止同步补偿器（STATCOM）的基本结构是）的基本结构是由可关断晶闸管构成的电压源型由可关断晶闸管构成的电压源型DC/AC逆变逆变器，它可发出与系统电压同频率、三相对称且器，它可发出与系统电压同频率、三相对称且幅值和相位可快速调节控制的正弦电压，与系幅值和相位可快速调节控制的正弦电压，与系统即可进行无功交换也可进行有功交换；且进统即可进行无功交换也可进行有功交换；且进行无功交换时，即可向系统发出无功，也可从行无功交换时，即可向系统发出无功，也可从系统吸收无功。系统吸收无功。n我国在静止同步补偿器（我国在静止同步补偿器（STATCOM）方面的）方面的研究工作也开展了多年，更多地称有源静止无研究工作也开展了多年，更多地称有源静止无功发生器（功发生器（ASVG）。）。档抱靠摆簧湃耙宴赚褂葡蹦撂樱价彻次臃等懊馋掩搽虎怪琶柠洼粪慎窿歼电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用3.3 静止静止调相器（调相器（STATCON）n结构上与静止同步补偿器（结构上与静止同步补偿器（STATCOM）相同，）相同，由可关断晶闸管构成电压源型由可关断晶闸管构成电压源型DC/AC逆变器，逆变器，发出与系统电压同频率、同相位且三相对称且发出与系统电压同频率、同相位且三相对称且幅值可快速调节控制的正弦电压，与系统只进幅值可快速调节控制的正弦电压，与系统只进行无功交换；且进行无功交换时，即可向系统行无功交换；且进行无功交换时，即可向系统发出无功，也可从系统吸收无功。发出无功，也可从系统吸收无功。n70年代中期就已应用。年代中期就已应用。纺鸿江玩稀酬瑟奏城膳详起儡姓仿诲掉吉欢劈藤幂福盔报址男乔腥锯讲湃电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用3.4 次同步振荡阻尼器（次同步振荡阻尼器（NGH）nN.G. HingoraniN.G. Hingorani研制的第一台研制的第一台次同步振荡阻尼次同步振荡阻尼器（器（NGH）85年投运。年投运。n控制器基本结构与可控串补（控制器基本结构与可控串补（TCSC）相同，）相同，由晶闸管双向开关与电感和电阻串联后，再与由晶闸管双向开关与电感和电阻串联后，再与输电线路上的串联补偿电容器并联。输电线路上的串联补偿电容器并联。n抑制串联补偿度较高时可能激发的低于工频频抑制串联补偿度较高时可能激发的低于工频频率的次同步振荡。率的次同步振荡。n提高了串补度，既提高了线路的输送能力。提高了串补度，既提高了线路的输送能力。塘淑象琉肄瞬圾赡候奴捆港减获羽梢拨镇拒诞瑟掘雅大宵撂适稗担瘤亲症电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用3.5 可控串补（可控串补（TCSC) n基本原理是由晶闸管双向交流开关控制输电线基本原理是由晶闸管双向交流开关控制输电线路上的串联补偿量，可连续改变串联在线路中路上的串联补偿量，可连续改变串联在线路中的容抗的大小，甚至变容抗为感抗。的容抗的大小，甚至变容抗为感抗。n控制输电线路中的潮流，提高线路的输送功率，控制输电线路中的潮流，提高线路的输送功率，抑制次同步振荡，提高系统稳定性。抑制次同步振荡，提高系统稳定性。n92年，年，Arizona投运第一台可控串补，线路为投运第一台可控串补，线路为300km、230kV，输送功率，输送功率300MW。安装后，。安装后，输送能力提高到输送能力提高到400MW。隘捣族佰团陆死削仙馋辣役被土范痞德亦后尧诸秃帚朱寡疮摩蕊谎蜂边姥电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用3.6 其他其他FACTSFACTS控制器控制器n1 1、电池储能系统（、电池储能系统（BESSBESS） n2 2、超导储能系统（、超导储能系统（SMESSMES） n3 3、可控快速制动、可控快速制动(TCBR) (TCBR) n4 4、可控移相器、可控移相器(TCPST) (TCPST) n5 5、相间功率控制器、相间功率控制器(IPC) (IPC) n6 6、线间潮流控制器、线间潮流控制器(IPFC) (IPFC) n7 7、固态串联补偿器、固态串联补偿器(SSSC) (SSSC) n8 8、统一潮流控制器、统一潮流控制器(UPFC)(UPFC)亚犊矛述匹肇霖衫鉴瘁雌脓微挎睡准康琳呸极汛忍矗酷荫阔沛廊要铺枉古电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用3.7 FACTS的前景的前景 FACTSFACTS技术对提高高压交流输电性能意义重技术对提高高压交流输电性能意义重大大n1 1、提供了、提供了“升流升流”的输电途径的输电途径n2、对输电网和输电线运行的良好作用、对输电网和输电线运行的良好作用n3、对输电网其他运行控制技术的促进、对输电网其他运行控制技术的促进n4、改变交流输电的传统应用范围、改变交流输电的传统应用范围n5、促进了电力电子器件业的发展、促进了电力电子器件业的发展帖傲仕长纫堵胆样禹狰咙恍等膀蹄罚必夕橙迈隘灰洲巳第巍门嚏氏阜赖减电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用3.8 FACTS的优越性的优越性 FACTSFACTS技术给电网带来的好处技术给电网带来的好处n1 1、按需控制电网潮流、按需控制电网潮流n2、提高电网的传输容量、提高电网的传输容量n3、提高系统的稳定性、提高系统的稳定性n4、降低系统总备用装机容量及发电成本、降低系统总备用装机容量及发电成本n5、减小环流降低网损、减小环流降低网损n6、良好的经济效益、良好的经济效益经加魂姨剑曰碎磐唾瞳毡泡鹰控付秒涯娥蒋盗谓仕氯蝉宙捻贸直青史亢含电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用3.8 FACTS的优越性的优越性 FACTSFACTS技术的技术优势技术的技术优势n1 1、更快的响应速度、更快的响应速度n2、更频繁的控制、更频繁的控制n3、连续控制能力、连续控制能力n4、综合灵活的控制功能、综合灵活的控制功能n5、有功补偿能力、有功补偿能力档宝汰稳预述蝉孜骨荷六级辉氟煎壕祟亡狐绪燃忙帅俯洗蔽纤圆造伟朱幢电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用四、四、FACTS的电力电子技术基础的电力电子技术基础 FACTSFACTS技术中的电力电子技术技术中的电力电子技术n1 1、交流电子开关、交流电子开关n2、换流器、换流器 AC/DC变换器变换器整流整流 DC/AC变换器变换器逆变逆变n3、逆变技术：、逆变技术： 方波逆变方波逆变 SPWM逆变逆变下付定够攘挟粮哦僵丢碎姆哉资忿猪犊豪瑶珍骤铀设袜涸羊伞谩妖假酬躇电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用四、四、FACTS的电力电子技术基础的电力电子技术基础常用器件：常用器件： 晶闸管晶闸管SCRSCR，可关断晶闸管，可关断晶闸管GTOGTO换流器主要类型：换流器主要类型： 1、电压型、电压型 2、电流型、电流型 注意：选用的器件及器件组合注意：选用的器件及器件组合 负载的特性负载的特性 傀脂执坷妒跌应券芯忿蝎栋液抿丝缺所厕馅苔缎檀矣措刊详巧岛徐恒脱深电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用四、四、FACTS的电力电子技术基础的电力电子技术基础三相换流器数学分析内容：三相换流器数学分析内容： 方波的傅立叶分解方波的傅立叶分解 谐波占有率谐波占有率 总畸变率总畸变率 悬胡柞敬犬镁利季垛糜硼歉徐瑶浸睫殷眶话仙献妒枕荫您皮鲍稽傀挡疵亿电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用五、并联无功补偿设备五、并联无功补偿设备n两大类：两大类：n无源无功补偿器：无源无功补偿器：SVC 静止无功补偿器静止无功补偿器 n有源无功补偿器：有源无功补偿器：SVG （STATCOM） 静止无功发生器静止无功发生器 SVC与与SVG的具体结构形式及工作原理见电力的具体结构形式及工作原理见电力电子技术在配电网中应用部分。电子技术在配电网中应用部分。绽剩煮混糙哺吏渺薪七恃笼焙票赞拨至吮挛德盘汝扎嫩凸衅劫稚舆走棘忧电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用五、并联无功补偿设备五、并联无功补偿设备并联无功补偿特点：并联无功补偿特点： n1. 一个接入系统点，另一端接地或为悬浮中性一个接入系统点，另一端接地或为悬浮中性点，投切方便；点，投切方便；n2. 不改变系统主要结构，控制并联补偿量，在不改变系统主要结构，控制并联补偿量，在系统正常运行时，做到无冲击投切；系统正常运行时，做到无冲击投切；n3. 并联补偿的分析计算简便；（电流源，对角并联补偿的分析计算简便；（电流源，对角线）线）n4. 并联补偿适合电流补偿，对接入点附近效果并联补偿适合电流补偿，对接入点附近效果显著，最适合电力部门；显著，最适合电力部门；n5. 并联补偿承受接入点全部电压，输出补偿量并联补偿承受接入点全部电压，输出补偿量受接入点系统电压控制。受接入点系统电压控制。泞户方娇兜荡赃波硒擂疫吐扛浑氖鼻谴滚适潦晕公妈诺弱峙硕企击所坝袖电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用五、并联无功补偿设备五、并联无功补偿设备对系统的作用：对系统的作用： n1. 向系统注入或吸收无功，改变系统阻抗特性；向系统注入或吸收无功，改变系统阻抗特性；n2. 提高系统静态稳定性；提高系统静态稳定性；n3. 提高系统动态稳定性；提高系统动态稳定性； （快速补偿控制）（快速补偿控制）n4. 给系统提供电压支持；给系统提供电压支持； （电能质量）（电能质量）n5. 改善系统动态特性；改善系统动态特性；n6. 通过控制潮流，阻尼系统振荡；通过控制潮流，阻尼系统振荡；主要功能：潮流控制，提高系统稳定性，提高系统的主要功能：潮流控制，提高系统稳定性，提高系统的输送能力。输送能力。安装位置：受电端；长输电线中间。安装位置：受电端；长输电线中间。朵赦蜡谰凝湍鳞盂艇焚棉塘事涉挝僚恃砧碉纤幂愉帽逻宝跟降寡坠抱泥牛电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用五、并联无功补偿设备五、并联无功补偿设备n设线路始末端及中点电压数值相等：设线路始末端及中点电压数值相等： n则：则：n补偿装置：补偿装置： 芯硒雁懊阻跌惺诀髓蓝敲逊畅汛珍碰巩详入朵齐瓢田候遭期柜质卵溢译凉电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用五、并联无功补偿设备五、并联无功补偿设备P 欢宿首货倾孰朽鸥悬级饿四防吉杖议浇游第缚肋耙钒呻字蒸玫疵啪戮翰直电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用五、并联无功补偿设备五、并联无功补偿设备结论：结论：n线路中点是输电线电压幅值下降的最大点。线路中点是输电线电压幅值下降的最大点。n线路中点并联无功补偿可以最大限度地提高线线路中点并联无功补偿可以最大限度地提高线路的输送能力，前提是补偿装置能提供快速和路的输送能力，前提是补偿装置能提供快速和大量的无功功率以维持补偿点处的电压。大量的无功功率以维持补偿点处的电压。n补偿点不在中点处，由输电线分段长度大的一补偿点不在中点处，由输电线分段长度大的一侧决定输送容量。侧决定输送容量。n如果在输电线上等分设置补偿点，线路输送能如果在输电线上等分设置补偿点，线路输送能力提高倍数理论上近似为线路分段数。力提高倍数理论上近似为线路分段数。仰料啸闯锡邢盈发搜蠢名画沸疹掉驳甜嘶彤佐腻聪口履邓如糙梭冉患澈搀电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用五、并联无功补偿设备五、并联无功补偿设备系统动态指标：系统动态指标：n1.过渡过程时间过渡过程时间ts ：给定允许偏差（：给定允许偏差（0.005pu）n2.超调超调：过渡过程偏离稳态值的最大：过渡过程偏离稳态值的最大n3.振荡次数：振荡次数：ts时间内的振荡次数时间内的振荡次数n系统输送功率：系统输送功率： P=UsUrsin/X屏迢谁敏烘答晓彝喳题何彼蝗勿湘侦仇懂掠遵评速衬威林墩逐唯脊裙巨秤电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用Italien28.09.2003Rom26.06.2003Athen意大利2003年9月28日上海2003年8月27日美国东北部2003年8月14日伦敦2003年8月28日赫尔辛2003年8月23日S / DK2003年9月23日罗马2003年6月26日雅典2003年10月6日Georgien乔治2003年9月23日20032003年断电事件年断电事件年断电事件年断电事件Florianopolis吉隆坡2003年10月31日2003年9月1日伯明翰2003年9月5日五、并联无功补偿设备五、并联无功补偿设备召膝闽辉挪谚殃拓敝提航丢峨嗜砚讯矢齐讶缘锭阁哮憋沏阂颇熔锣俞跪填电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用美加大停电事故原因：美加大停电事故原因：在复杂的大电网中，事故前主要是输电线路潮流在复杂的大电网中，事故前主要是输电线路潮流 过重，接近稳定运行的极限；过重，接近稳定运行的极限；局部事故（自动化系统失效、调度和控制缺乏协局部事故（自动化系统失效、调度和控制缺乏协 调等）时的重要电源或多回输电线相继停运；调等）时的重要电源或多回输电线相继停运；造成潮流短时间内大范围转移和剧烈振荡，进而造成潮流短时间内大范围转移和剧烈振荡，进而 大量机组和线路跳闸、系统解列、重要负荷点大量机组和线路跳闸、系统解列、重要负荷点 电压崩溃，最终导致大面积停电事故！电压崩溃，最终导致大面积停电事故！五、并联无功补偿设备五、并联无功补偿设备劫迟跟乌释某澈降晤噎两始生蒋诺准酒疟焉融州药仪挪洁匀爸郡针止荣乘电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用美加大停电事故的启示：美加大停电事故的启示：受端无功短缺以及在线路相继开断过程中仍在运受端无功短缺以及在线路相继开断过程中仍在运 行的线路上无功电流的大幅度上升是出现保护动行的线路上无功电流的大幅度上升是出现保护动 作、线路跳闸的一个重要原因；作、线路跳闸的一个重要原因；俄亥俄州北部无功储备的缺乏是这次大停电事故俄亥俄州北部无功储备的缺乏是这次大停电事故 的重要因素；的重要因素；如果俄亥俄州当时拥有充足的无功储备，那么在如果俄亥俄州当时拥有充足的无功储备，那么在 短路引起的前几条线路断开后，仍然有可能借助短路引起的前几条线路断开后，仍然有可能借助 充足的无功储备，维持俄亥俄州北部电压，从而充足的无功储备，维持俄亥俄州北部电压，从而 避免电压崩溃发生！避免电压崩溃发生！五、并联无功补偿设备五、并联无功补偿设备拇厌童靠犯冯林炼蜡旭徽检跋攻侣琢迫寝邱脸回哥控悄惧姨隙儿裕矢钥绎电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用当受端电压降低当受端电压降低8%时，送端系统时，送端系统向受端多提供向受端多提供24Mvar的无功时，的无功时，就要求送端多送就要求送端多送226Mvar。发发电电区区域域负负荷荷区区域域5 5条条500kV500kV线路，自然传输功线路，自然传输功率时率时I=1kAI=1kA，线路阻抗，线路阻抗7575 当当I=1kAI=1kA，停运一条线时，整个，停运一条线时，整个 断面无功损耗增加了断面无功损耗增加了281Mvar281Mvar；当当I=1.5kAI=1.5kA，停运一条线时，整，停运一条线时，整 个断面无功损耗增加了个断面无功损耗增加了633Mvar633Mvar；当第二、三回线停运时，无功损当第二、三回线停运时，无功损 耗增加更可观。耗增加更可观。例例1例例21500MW322km500kVQsVsVrQr五、并联无功补偿设备五、并联无功补偿设备无功不能远距离传送无功不能远距离传送!喉梗株烧疼沏秸廊玉随挠瓶狠驼烦狐团米咀雷辰伪耸攘雀晶涩戒滚慰暴狙电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用五、并联无功补偿设备五、并联无功补偿设备n2003年全世界系列停电事故又一次给世界年全世界系列停电事故又一次给世界电力行业敲响了警钟电力行业敲响了警钟:电压崩溃事故仍然是世界范围内威胁电网安全电压崩溃事故仍然是世界范围内威胁电网安全稳定运行的最大隐患之一；稳定运行的最大隐患之一；电网要从规划、运电网要从规划、运 行各个层面研究电压和无功行各个层面研究电压和无功控制技术，以避免发生恶性的连锁性崩溃事故。控制技术，以避免发生恶性的连锁性崩溃事故。大事故扰动下电网的动态无功支持能力不仅成大事故扰动下电网的动态无功支持能力不仅成为互联电网送电能力的重要约束，而且能够影响为互联电网送电能力的重要约束，而且能够影响到联网系统的电压稳定水平和电压安全裕度。到联网系统的电压稳定水平和电压安全裕度。阶柱差簿莲蚀掀深逼狰殉桔标剿楔毗辗些绵混伐纫颅震葫惠妒睡郝雍泌妹电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用六、串联无功补偿设备六、串联无功补偿设备n串联补偿的基本思想是在输电线上串联接入设备，以改变串联补偿的基本思想是在输电线上串联接入设备，以改变线路的静态和动态特性，达到改善电网运行性能的目的。线路的静态和动态特性，达到改善电网运行性能的目的。n串联补偿普遍应用的是无功补偿，一般是在线路中串入固串联补偿普遍应用的是无功补偿，一般是在线路中串入固定电容或电感。定电容或电感。n随着电力电子技术的发展，可控串补技术越来越多地投入随着电力电子技术的发展，可控串补技术越来越多地投入实际应用，串联接入线路的电容或电感可根据运行需要调整实际应用，串联接入线路的电容或电感可根据运行需要调整补偿量。补偿量。n电力电子技术的发展推动了基于电力电子技术的发展推动了基于DC/ACDC/AC逆变技术的串联补逆变技术的串联补偿器的研究，串联补偿不仅可以补无功，还可以补有功，而偿器的研究，串联补偿不仅可以补无功，还可以补有功，而且补偿量是可控的。且补偿量是可控的。n串补不改变线路电压等级和拓扑结构，只改变阻抗。串补不改变线路电压等级和拓扑结构，只改变阻抗。寝辉钦铰喘碗庆恩蚁敷硝盐七熏危贾鸥枕夷衡区牛挑撬庚俐鳞青须遵痰迁电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用六、串联无功补偿设备六、串联无功补偿设备串联补偿与并联补偿的区别：串联补偿与并联补偿的区别： 1. 1.并补只需系统提供一个节点，另一端为大地或悬空；并补只需系统提供一个节点，另一端为大地或悬空；串补需要系统提供两个节点。串补需要系统提供两个节点。 2. 2.并补只改变节点导纳阵的对角线元素，或等效为注入并补只改变节点导纳阵的对角线元素，或等效为注入系统的电流源。系统的电流源。 3. 3.并补装置的容量相对较小，通过注入或吸收电流来调并补装置的容量相对较小，通过注入或吸收电流来调节系统电压，进而改变潮流分布。系统正常运行时，系统节系统电压，进而改变潮流分布。系统正常运行时，系统电压基本恒定，输送的有功功率由线路两端的电压矢量及电压基本恒定，输送的有功功率由线路两端的电压矢量及线路阻抗决定，所以，并补的电压调节和潮流控制能力较线路阻抗决定，所以，并补的电压调节和潮流控制能力较弱。弱。 串补直接改变线路阻抗或通过插入电压源来改变线路的串补直接改变线路阻抗或通过插入电压源来改变线路的电压分布，从而调节电流分布，因而其电压调节和潮流控电压分布，从而调节电流分布，因而其电压调节和潮流控制能力强。制能力强。 邪箍依参瓜获卷相撑噪冉调撕爪柯茁剿冈筛球曾硒戒肌熬锌浑卵翱韶浸丑电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用六、串联无功补偿设备六、串联无功补偿设备串联补偿与并联补偿的区别：串联补偿与并联补偿的区别： 4. 4.并补只控制接入点电流，电流进入系统后如何分布由并补只控制接入点电流，电流进入系统后如何分布由系统本身决定，因而并补使接入点附近区域受益，适合电系统本身决定，因而并补使接入点附近区域受益，适合电力部门采用。力部门采用。 串补可针对特定的用户，实现潮流控制和电压调节，串补可针对特定的用户，实现潮流控制和电压调节，适合于对特定用户和特定输电线路走廊的补偿。适合于对特定用户和特定输电线路走廊的补偿。 5. 5.并补装置要承受全部节点电压，输出电流由所承受电并补装置要承受全部节点电压，输出电流由所承受电压及并补装置的等效阻抗决定。压及并补装置的等效阻抗决定。 串补装置需承受全部线路电流，其输出电压由所承受串补装置需承受全部线路电流，其输出电压由所承受电流及串补装置的等效阻抗决定。电流及串补装置的等效阻抗决定。 6. 6.在同电压等级及相近输送容量的电路上，所安装的并在同电压等级及相近输送容量的电路上，所安装的并补装置与串补装置，设备容量差异很大。补装置与串补装置，设备容量差异很大。啮啮榷别笑俞诺躯政报呸苍邹啪叁坯氧辽非狸狐姆躁阻歪闪闸金腰憎隋轨电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用六、串联无功补偿设备六、串联无功补偿设备串联补偿的作用：串联补偿的作用： 1. 1. 改变系统的阻抗特性；改变系统的阻抗特性； 2. 2. 进行潮流控制，优化潮流分布，减少网损；进行潮流控制，优化潮流分布，减少网损； 3. 3. 提高系统静态稳定性；提高系统静态稳定性； 4. 4. 改善系统动态特性；改善系统动态特性； 5. 5. 提高系统传输能力；提高系统传输能力； 6. 6. 控制节点电压，改善无功平衡条件；控制节点电压，改善无功平衡条件； 7. 7. 阻尼系统震荡，抑制次同步振荡；阻尼系统震荡，抑制次同步振荡； 8. 8. 快速可控串补提高系统暂态稳定性；快速可控串补提高系统暂态稳定性； 9. 9. 短路瞬间减小短路电流。短路瞬间减小短路电流。披衍习斡枪兄殿沙体器奖诸谱堑梦吃弯帖樟白垣吾搁獭戒更毒铝注泊圃豹电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用六、串联无功补偿设备六、串联无功补偿设备可控串补控制器可控串补控制器nFACTS串联补偿器以晶闸管投切串联电容器串联补偿器以晶闸管投切串联电容器（TSSC： Thyristor swithed series capacitor）和晶闸和晶闸管控制串联电容器管控制串联电容器（TCSC： Thyristor controlled series capacitor）应用最广。应用最广。n有学者基于有学者基于TCR的原理，提出可关断晶闸管控的原理，提出可关断晶闸管控制串联电容器方案制串联电容器方案（GCSC： GTO controlled series capacitor）。nTCSC最有代表性，常简称可控串补。最有代表性，常简称可控串补。饭讶脆好烃胺阑入易娱含咳好主红澳厕您占舆吗喊嫉浙阑浸驶薛忧剁塘出电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用六、串联无功补偿设备六、串联无功补偿设备可控串补的结构图可控串补的结构图TCSC TCSC 的原理接线图的原理接线图 棕惰芜抑说既业搐凉凝垄屉阉惨诞肢卫丰卑真灵际智愤棘际血曼阅站强劣电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用六、串联无功补偿设备六、串联无功补偿设备nTCSC的功能可概括为六个方面的功能可概括为六个方面:1.1.可以连续调节等值串联电容的容抗，进行潮流控制。可以连续调节等值串联电容的容抗，进行潮流控制。2.2.可提高输电线的输电容量或提高互连电网的传输能量。可提高输电线的输电容量或提高互连电网的传输能量。3.3.可缓解系统中某个支路的过负荷问题，可控串补比普通可缓解系统中某个支路的过负荷问题，可控串补比普通串补更能适应多种系统情况。串补更能适应多种系统情况。4.4.可以阻尼由于系统阻尼不足或由于系统扰动引起的低频可以阻尼由于系统阻尼不足或由于系统扰动引起的低频功率振荡功率振荡, ,提高动态稳定性。提高动态稳定性。5.5.可提高电力系统的暂态稳定性。在系统受到大的扰动时可提高电力系统的暂态稳定性。在系统受到大的扰动时, ,可迅速调整晶闸管的触发角可迅速调整晶闸管的触发角, ,改变串联电容的补偿度。改变串联电容的补偿度。6.6.可抑制次同步振荡。在发生次同步振荡时可抑制次同步振荡。在发生次同步振荡时, ,迅速调整串迅速调整串联电容至最小值联电容至最小值, ,对于次同步频率对于次同步频率,TCSC,TCSC呈感抗呈感抗, ,这样便会这样便会对对SSRSSR起很强的阻尼作用。起很强的阻尼作用。撼室鼻坠缄漆毯腥呵浮蜒晦拥芜观氮介烽瓦甚丹触砰狠蒲背瓷随寓身煽扁电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用n 当当IcIL，即，即XcXl时，线路时，线路电流与电容电流同相位，电容电电流与电容电流同相位，电容电压滞后线路电流压滞后线路电流9090，并联阻抗，并联阻抗呈容性，相量图如图。呈容性，相量图如图。n 电容电流由两部分组成，一电容电流由两部分组成，一是线路电流，一是电抗支路电流。是线路电流，一是电抗支路电流。因此电容两端的电压，比只有线因此电容两端的电压，比只有线路电流流过电容时的电压高。电路电流流过电容时的电压高。电抗器支路电流越大，电容电压也抗器支路电流越大，电容电压也越高，即并联后的等效容抗变大。越高，即并联后的等效容抗变大。六、串联无功补偿设备六、串联无功补偿设备商进偿寿尉异糠船宅淬迄遵乘义邦喉灼括览蒲阉漓启洁砸已咐粹檬臆幅曲电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用n当当IcXl时，线路电流与时，线路电流与电抗器电流同相位，电容电压超前电抗器电流同相位，电容电压超前线路电流线路电流9090，并联阻抗呈感性，并联阻抗呈感性，相量图如图。相量图如图。n如果在电抗支路中串联晶闸管开关，如果在电抗支路中串联晶闸管开关，对电抗进行相控，当改变晶闸管的对电抗进行相控，当改变晶闸管的触发角时，就可改变支路电抗的电触发角时，就可改变支路电抗的电流，即改变并联阻抗的大小与性质。流，即改变并联阻抗的大小与性质。因此只要对晶闸管导通角进行精确因此只要对晶闸管导通角进行精确控制，就可以对控制，就可以对TCSCTCSC的等值电抗快的等值电抗快速、连续、平滑地调节，从而为系速、连续、平滑地调节，从而为系统提供可控串联补偿。统提供可控串联补偿。 六、串联无功补偿设备六、串联无功补偿设备播宣眩僳曝椰牟讲吵行宙沁笺三鸣锦彝脱衬洋迅周漫芳催劈揣捉炉尸零第电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用可控串补的基频阻抗表达式：可控串补的基频阻抗表达式： 式中：式中： 为工频角频率。为工频角频率。 为电容器和电抗器环路的谐振角频率。为电容器和电抗器环路的谐振角频率。 六、串联无功补偿设备六、串联无功补偿设备果害另翠菌算嘻方啪异烂响氯缠啼莲绰啃同鸭祈缺考盼置乾牙阁匪洽筒拜电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用 可控串补的控制原可控串补的控制原理是根据各种控制目的理是根据各种控制目的( (系统稳定控制、恒功系统稳定控制、恒功率控制、恒阻抗控制等率控制、恒阻抗控制等) )，得出要求串补输出，得出要求串补输出的基波阻抗值，再根据的基波阻抗值，再根据图中所示的曲线得到与图中所示的曲线得到与该阻抗值对应的触发角。该阻抗值对应的触发角。 六、串联无功补偿设备六、串联无功补偿设备谜热轻破伦贺挖辣幼至蠢婚缎浇蓬拍悬曙谁怨谐矢弛抵鼻蛋皋虐伙酣靖臆电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用六、串联无功补偿设备六、串联无功补偿设备n可控串补的缺点可控串补的缺点: 1. 1.需要一个容量大的电容器；需要一个容量大的电容器； 2. 2.由于吸收的无功功率是电容器和电感器相由于吸收的无功功率是电容器和电感器相互抵消的结果，在吸收或发出较小的无功功率互抵消的结果，在吸收或发出较小的无功功率时，电容器与电抗器实际上都吸收了较大的无时，电容器与电抗器实际上都吸收了较大的无功功率，都会有很大的电流流过；功功率，都会有很大的电流流过； 3. 3.串联补偿将使短路电流增大，可能引起继串联补偿将使短路电流增大，可能引起继电保护误动。电保护误动。 斌翔罩苗算坯耍嗽剧涵四动滦岂绎哉舰复心赏云孟蒂霉典腾颁洲誊忌败羽电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用六、串联无功补偿设备六、串联无功补偿设备n可控串补的工程应用可控串补的工程应用: 最早的串联补偿是最早的串联补偿是19281928年美国纽约电网年美国纽约电网33kV33kV系统的系统的串联电容补偿器，用于均衡潮流。串联电容补偿器，用于均衡潮流。 20 20世纪世纪5050年代初年代初, ,苏联在古比雪夫向莫斯科送电的苏联在古比雪夫向莫斯科送电的1000km 400kV1000km 400kV线路，瑞典由北部水电站群向南部负荷中线路，瑞典由北部水电站群向南部负荷中心送电的多回长距离重载心送电的多回长距离重载400kV400kV线路，北美西部系统若线路，北美西部系统若干条干条500kV500kV长距离输电线路等都采用了串联电容器补偿长距离输电线路等都采用了串联电容器补偿装置。装置。 我国我国19661966年华东电网年华东电网220kV220kV、19721972年西北电网年西北电网330kV330kV投运第一套串联电容补偿装置，现退出运行。投运第一套串联电容补偿装置，现退出运行。悬寝型烃撮富舆别凹坍醇期舱贸驳禄妮睡帮逻奏亩泥违忍厘斟萄傈歉紫挣电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用六、串联无功补偿设备六、串联无功补偿设备n可控串补的工程应用可控串补的工程应用: 20032003年国家电网公司批准了年国家电网公司批准了“甘肃碧口至成县甘肃碧口至成县220kV220kV系系统可控串补工程可行性研究报告统可控串补工程可行性研究报告”，并被列为国家发改委，并被列为国家发改委“十五十五”重大装备研制项目和国家电网公司重大科研项目。重大装备研制项目和国家电网公司重大科研项目。 这是我国第一个国产化可控串补装置工程这是我国第一个国产化可控串补装置工程220220千伏千伏成碧可控串补装置工程。成碧可控串补装置工程。 2004 2004年年1212月月2222日，在甘肃省陇南地区成县变电站，我日，在甘肃省陇南地区成县变电站，我国第一个国产化可控串补工程甘肃碧口至成县国第一个国产化可控串补工程甘肃碧口至成县220kV220kV可控可控串补工程一次投运成功，经过串补工程一次投运成功，经过4 4天各种系统运行条件的考验，天各种系统运行条件的考验，各项技术指标均达到设计要求，并于各项技术指标均达到设计要求，并于1212月月2626日正式投入运日正式投入运行。行。践胃最驯绚肚峡磁纤琴绣倦园庭勾送馅哉匝插煞郁蔷桐掖掠绽匙屈巾店哲电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用六、串联无功补偿设备六、串联无功补偿设备n可控串补的工程应用可控串补的工程应用: 成碧可控串补工程动态投资成碧可控串补工程动态投资61966196万元。万元。 与新建一回与新建一回220kV220kV线路相比较，安装可控串补减少投线路相比较，安装可控串补减少投资资1 1亿元，并且能改善系统动态稳定性，抑制低频振荡。亿元，并且能改善系统动态稳定性，抑制低频振荡。 成成碧碧可可控控串串补补工工程程的的顺顺利利投投运运，使使我我国国成成为为继继美美国国、德国和瑞典之后第四个可以制造可控串补的国家。德国和瑞典之后第四个可以制造可控串补的国家。 可可控控串串补补装装置置在在220220千千伏伏成成碧碧线线的的成成功功应应用用，有有效效降降低低了了成成碧碧线线的的线线损损，改改善善了了陇陇南南电电网网的的电电压压质质量量，使使成成碧碧线线的的输输送送功功率率提提高高近近129mw129mw，经经济济效效益益和和社社会会效效益益十十分分显著。显著。 距缺涝没狂终淹纲赁筏彤潘睦左饭邱几捧嗽式瘫定疽瞳捂课酋哟蛋施普船电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用七、其他七、其他FACTS设备设备n典型典型FACTS设备设备: 1. 1. 2. 2. 3. 3. 4. 4. 5. 5. 6. 6. 韩贺战芋罪贾咨除球渡荧浩究斡幼童菠泄寒诽严你蔷羔翅勉肋汞羊岗琶啄电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用涂宫懦守似麦盾净醇囚景殴揩盂阔赋锐工膊宋棉廖敖矩捷藏胆肇淆腿激坟电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用The end酗乱乔褒应忘石肌拯门良孺乔幕摆既淘色嚼华罩谍揪嫉水寒犹堆稿瞻渔只电力电子技术在输电系统中的应用电力电子技术在输电系统中的应用