FACTS技术课件

1、 艾艾 欣欣 教授、博士生导师 电力工程系副主任 电子邮件： 办公室：教五楼C416房间 电话： 80795848POPO账号：simonxinail传统的生产方式：火电水电核电l新能源：太阳能风力发电潮汐发电地热发电燃料电磁。l地下发电厂l海底发电厂l移动发电厂l舰上电源l人工发电l。l常规输电方式：HVAC输电l特殊输电方式：HVDC输电（HVDC Light）FACTS超导输电分频输电多相输电。水轮发电水轮发电机机500V分频输电线分频输电线路路C市电系统市电系统400VBA50/3Hz133V50Hz交交变频器交交变频器DEl1986年，美国电科院的N G H

2、ingorani博士提出FACTS概念。l1996年，电力系统的三个前沿课题（王仲鸿）基于GPS的相角测量技术FACTS技术人工智能技术在电力系统中的应用l定义一：FACTS是利用电力半导体构成的移相变压器、调压器及串联补偿电容器等电力电子装置，通过改变线路阻抗和节点电压相角以实现对交流潮流的有力控制。（1986， Hingorani ）l定义二：FACTS是可控硅构成的移相器、静止无功补偿器、动态制动电阻、可控串联补偿器、有载调压变压器、故障电流限制器等装置的总称。（1988， Hingorani ）lFlexible AC Transmission Systemsl定义三：FACTS的内容

3、进一步扩大为包含除高压直流输电（HVDC）以外的所有应用在输电环节的电力电子装置的总和。（1994， Hingorani ）l定义四：为提高系统的可控性和功率输送能力，FACTS引入了电力电子装置或其它静态控制装置以后的交流电力系统。（1995，IEEE）lFACTS的目的：挖掘现有输电线路的输电潜力；长距离输电要求灵活的调压方法；快速的控制手段以提高系统的稳定性；电子化控制代替机械式控制。l并联型：l静止无功补偿器（SVC，Static Var Compensator）l先进的静止无功发生器（ASVG，Advanced Static Var Generator）l有载调压变压器控制器（LTC

4、，Load-Tap Changer）l可控硅控制的制动电阻（TCBR，Thyristor Controlled Barring Resistor）l电池储能系统（BESS，Battery Energy Storage Systems）l超导储能系统（SMES，Superconducting Magnetic Energy Storage）l串联型：l可控硅控制的串联电容器（TCSC，Thyristor Controlled Series Compensator）l可控硅投切的串联电容器（TSSC，Thyristor Switched Series Compensator）l可控硅控制的移相变压

5、器（TCPST，Thyristor Controlled Phase Shifting Transformer）l静止同步串联补偿器（SSSC，Static Synchronous Series Compensator）l相角差控制器（Interphase Power Controller）lHGH振荡阻尼器（HGH Damper）l短路电流限制器（Fault Current Limiter）l综合型：l统一潮流控制器（UPFC，Unified Power Flow Controller）固体开关，通过触发脉冲控制可以瞬时导通和阻断。电容电感系统电抗无功有功sinEEUPXl翻译：l用户电力l

6、定质电力l定制电力lDFACTS，Distribution FACTSlCustom Power的概念1988年提出。它和FACTS一样都是以电力电子技术、微处理机技术、控制技术等高新技术为基础，用来提高电力系统运行的可靠性、可控性、运行性能和电能质量，以获得大量节电效应的新型综合技术。FACTS侧重于高压输电系统，Custom Power侧重应用于低压配电系统，有不同的使用目的和经济评价标准，但在使电网高度灵活化的效果上是一致的。Custom Power是一种配电系统的FACTS。lCustom Power包括电能质量控制、有功功率控制、电压控制、高次谐波的消除、蓄能等方面，已开发的装置有静

7、止无功补偿器（SVC）、配电静止补偿器（D-STATCOM）、电池蓄能站（BESS）、超导蓄能（SMES）、有源电力滤波器（APF）、动态过电压限制器（DVL）、固态断路器（SSCB）等。其中许多装置都是一机多能的，又可以配合运用。l定制电力技术是应用现代电力电子技术和控制技术为实现电能质量控制，为用户提供用户特定要求的电力供应的技术。l现代工业的发展对提高供电的可靠性、改善电能质量提出了越来越高的要求。重要用户为保证优质的不间断供电，往往自己采取措施，如安装不间断电源（UPS），但是这并不是经济合理的解决办法。根本的出路在于供电部门能根据用户的需要，提供可靠和优质的电能供应。因而，便产生了以

8、电力电子技术和现代控制技术为基础的定制电力技术。l为提高配电网无功调节的质量，已开发出用于配电网的静止无功发生器。它由储能电路、电力电子器件变换电路和变压器组成。它的功能是快速调节电压，发生和吸收电网的无功功率，同时可以抑制电压闪变。这是“定制电力”的关键设备之一。此外，静止无功发生器和固态开关配合，可在电网发生故障的暂态过程中保持电压恒定。另一关键设备是动态电压恢复器，它由直流储能电路、变换器和级次串联在供电线路中的变压器构成。变换器根据检测到的线路电压波形情况，产生补偿电压，使合成的电压动态保持恒定。无论是短时的电压低落或过电压，通过动态电压恢复器均可以使负载上的电压保持动态恒定。 l线路

9、的输送功率极限热稳定极限暂态稳定极限静态稳定极限动态稳定极限断面潮流极限最大输送功率极限最大输送功率极限l线路的输送功率极限热稳定极限暂态稳定极限静态稳定极限动态稳定极限断面潮流极限最大输送功率极限最大输送功率极限lSVC的作用：l提高输电能力l电压支撑l提高静态稳定极限l提高暂态稳定极限l提高阻尼振荡作用lSVC的结构：lThyristor Switched Capacitor，TSClThyristor Controlled Reactor，TCRTSCTCRU121212cx xxxxx2jxmUcjx1jx12EU12sinEEUPx1sinmEEUPx001cosmEEEUdPPdx

10、l令Um=C1200001210002010000001 sinsin() coscos() () cos()coscos() 0cos mmEU UEUxxEUxxxUcx ExUccEU cPx 令 ， 泰勒级数展开， 略去高次项， 得， 得其中 为大于 的常数2jxmUcjx1jx12EU20220002122 0cos 0 20 DEJJmDJJnnKddPdtTdtTEU cKdddtTdtTxpp对应只改变振荡频率， 不改变阻尼比。2jxmUcjx1jx12EU00110 00112000 011 cossin cossin sincos1()00 mEEEmmmmmmmmDJJUCPPPUUEUEUxxEUcEUxxdUKKdtKEEUcpKpTxTxK令， 是变化的， 因此设， 得当时， 增大了阻尼比 ，增大阻尼。2jxmUcjx1jx12EUl参考文献：艾欣等，伊敏-大庆500kV系统采用SVC提高系统稳定水平的研究，南京：电力系统自动化，1997年3月第21卷第3期，pp54-57艾欣等，TSC型静止无功补偿器提高系统阻尼特性的研究，北京：电网技术，1997年1月第21卷第1期，pp7-8艾欣等，应用静止无功补偿器提高伊敏-大庆500kV输电线路的稳定性，吉林：