柔性交流输电系统概论

1、电力(dinl)电子在电力(dinl)系统中的应用 柔性交流输电系统共一百零八页主要(zhyo)参考书：高压直流输电与柔性交流输电，杨晓萍编著。电力电子技术在电力系统(din l x tn)中的应用，陈建业等编著。柔性交流输电系统，程汉湘编著。柔性电力技术电力电子在电力系统中的应用，韩民晓等编著。共一百零八页引言(ynyn)电能作为一种特殊形式的二次能源，具有清洁、易于传输和便于转换和控制等特点，在我们的现代(xindi)生活中得到越来越广泛的应用。科技的发展使现代(xindi)生活日益依赖于优质、可靠的电能供应，电能是现代(xindi)生活的“氧气”，安全可靠的电能供应是现代(xindi)生

2、活的重要基石。美国加州2001年延续十余月、波及数十万用户的电力危机就给全世界上了生动的一课共一百零八页电能使用(shyng)的快速增长以及对低成本能源的需求、环保要求的提高，逐渐导致了远离负荷中心的发电站的大量开发。负荷中心的电能越来越依赖于由位于远端的发电中心通过长距离输电来提供。共一百零八页利用交流电压进行大规模的电能传输有两个基本条件：一是各同步发电机组必须稳定地保持同步，确保电力系统在标称频率下运行。二是系统(xtng)各级的电压必须维持在其标称值附近。共一百零八页电力系统控制的基本功能就是在允许每一个用户可以根据自身需要随时投切负荷的条件下，将所提供的电能的频率和电压控制在标称值附

3、近一个不大的范围之中。这个看似简单(jindn)的问题构成了对电力系统控制的最大挑战！共一百零八页电力系统已进入大系统、超高压远距离输电、跨区域联网的新阶段，社会经济的发展促使现代电网的管理和运行方式发生变革，对其安全可靠、稳定、高效、灵活运行控制的要求(yoqi)日益提高，从而急需发展新的调节手段，提高其可控性。共一百零八页近年来电力电子器件容量的迅速增大，控制理论以及计算机信息处理(chl)等技术的发展，电力电子装置已经能够进入输电系统的一次回路进行控制，从而为输电控制手段的改善和换代提供了可能。共一百零八页在这种情况下，20世纪80年代美国科学家Hingorani先生提出了柔性交流输电技

4、术(jsh)的概念（FACTS：Flexible AC transmission System），经过近30年得研究和工程应用，使相关技术(jsh)得到不断的发展和完善。共一百零八页FACTS技术的产生和发展是解决交流输电系统运行和发展中的各种困难(kn nn)的客观需要，这表现在以下几个方面：a.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走廊更加困难（一些发达国家中已经无法在城市附近再修建架空(jikng)线路）等原因，而电力需求又持续增加，对供电质量要求愈来愈高，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。交流输电系统的输电能力受到系统的静态稳

5、定、暂态稳定、动态稳定、电压稳定和热稳定的限制，传统交流输电系统由于前四种稳定的限制，使其输电能力远远低于其热稳定极限。因此，对提高输送能力的有关技术措施的需求也日益紧迫。共一百零八页b.交流输电系统的功率可控性差，即不容易控制输电网络中的功率流向。在互联系统中，当改变某条线路的功率时，会同时改变其它线路的功率，或导致环流，使整个系统的潮流都重新分布。功率分布的自由潮流常造成功率绕送（即走远道不走近路）或功率倒流（即主输送方向(fngxing)中又存在逆向输送）的问题，这将导致输电系统的大量电能损耗和输电能力下降，造成输电过程的“瓶颈”。共一百零八页c.传统输电系统中用于提高输电能力和稳定性的

6、设备有串联电容补偿、并联电容补偿、并联电抗补偿、电气制动电阻和移相器等，它们可以通过调整(tiozhng)线路电压、阻抗和功角来改变系统潮流分布和改善系统稳定性，但这些设备都是机械操作的，反应速度慢，从而限制了其控制能力和快速性，这也是影响输电系统暂态稳定和动态稳定的重要因素。共一百零八页1.1 概述(i sh)1.2 电能(dinnng)质量的基本概念1.3 传输线路的互连1.4 并行线路中的功率潮流1.5 什么限制负荷容量1.6 传输网络互联的潮流和动态稳定1.7 几个重要参数整定的说明1.8 FACTS控制器的基本类型1.9 FACTS控制器的定义和功能简介1.10 FACTS技术的优势

7、首 页第一章 柔性交流输电系统（FACTS）概论1.11 高压直流输电（HVDC）与FACTS的前景共一百零八页1.1 概述(i sh) 下 页返回FACTS技术是电力电子技术在电力系统中的应用的一个重要(zhngyo)方面，它已在电能的生产、传输和分配的各个环节都得到了应用，是电力系统发展的一个重要(zhngyo)里程碑。共一百零八页电力电子技术与传统的电力系统控制设备的结合，使电力系统中影响潮流分布的电压、线路阻抗及功角这三个主要电气参数能得到迅速调整。在不改变现有网络结构的前提下，FACTS使网络的功率传输能力以及对潮流和电压的可控性大为提高，能对系统运行参数中的一个(y )或多个产生影

8、响。FACTS是逐渐加入现行的交流系统而不是摒弃现有系统，FACTS与现行的交流输电系统并行发展，可以(ky)完全兼容。共一百零八页下 页上 页返 回电力系统潮流(choli)分布 传输线阻抗、发送端和接收端电压(diny)幅值、以及这两个电压(diny)相位之间相角差的函数。 共一百零八页对于交流输电系统而言，可以通过(tnggu)提高输电系统的电压，增大线路的功率角以及减小输电线路的阻抗来达到提高现有输电线路的传输功率。共一百零八页我国目前主干网的最高输电输电电压已达到(d do)500KV（目前正在发展750KV、1000KV），进一步提高输电电压会带来一些列技术和经济问题；而利用增加并

9、行回线的方法减小线路阻抗，除了存在经济性的问题外，还受到难以获得新的输电走廊的困扰。共一百零八页采用直流输电进行超长距离输电，以及引入各种补偿方法以减小交流线路的等效阻抗就成为21世纪(shj)电力系统控制器的两个并行的发展方向。共一百零八页一般情况下，通过并联电容器的方法就能够保证系统电压在规定范围内运行。在输电线路上串联电容器可减少输电线路的阻抗，因而也能提高输电线路的输送能力。移相变压器则是在输电线路送、受端之间引入相位偏移，因而也能达到(d do)控制潮流的目的。共一百零八页然而，传统的电力系统控制设备都是机械型的，它们的响应速度慢，而且只能(zh nn)分级投切。从稳态运行的角度看，

10、这种机械装置可起到稳定运行的作用；但从动态控制的角度看，由于它的响应速度太慢，不能有效地减少瞬态振荡，因此在系统动态稳定中起不到有效作用。共一百零八页可以连续调节且可以高速响应的控制器是现代电力系统(din l x tn)向提供高质量电能的根本保证，而近年来迅速发展的电力电子技术正是实现上述要求的最佳选择。共一百零八页下 页返回较大范围地控制潮流使之按指定路径流动 。保证输电线的负荷可以接近热稳定极限，但不会出现过负荷 。在控制的区域内可以传输更多的功率，因而能减少发电机的热备用 。在系统短路和设备故障情况下，能够防止出现线路连锁跳闸的“骨牌效应” 。阻尼可能(knng)会损坏设备或限制输电容

11、量的各种电力系统振荡 FACTS主要功能热备用是指运转(ynzhun)中的发电设备可能发的最大功率与系统发电负荷之差，也叫运转(ynzhun)备用或旋转备用. 共一百零八页下 页上 页返 回 FACTS 建立在电力电子或其它静止型控制器基础之上的、能提高可控性和增大电力传输能力的交流输电(shdin)系统。 共一百零八页下 页上 页返 回FACTS传输系统 FACTS代表一种灵活性更好的交流输电系统，有别于以往的交流输电系统；FACTS结构基础是电力电子器件与其它(如电容器、电抗器之类)无源元件的组合；FACTS的目的一是要提高输电系统的快速可控性、保证电能质量，并能增强(zngqing)系统

12、传输能力。 共一百零八页下 页上 页返 回1.2 电能(dinnng)质量的基本概念 电能质量 电压(diny)质量 实际电压与理想电压的偏差。电流质量 实际电流与理想电流的偏差。 功率质量 电压质量和电流质量的综合。电源质量 包括电压质量的技术部分和非技术部分的“服务质量” 。后者涉及到用户和电力部门之间的关系 共一百零八页下 页上 页返 回电磁兼容一个设备或一个系统在它的电磁环境中能够满意工作的能力，同时它不会(b hu)对该环境中的任何其它设备造成难以容忍的电磁干扰。 消费(xiofi)质量 可以看成是电源质量的补充，也可以看成是电流质量再加上用户的一些信用质量。 在本书的内容中，凡涉及

13、到电能质量方面的术语，都是指实际电压和/或电流与理想波形之间的偏差共一百零八页电能(dinnng)质量控制的发展，特别是现代电能(dinnng)质量的发展与电力电子技术的发展是紧密相连的。电能质量的基本内容主要包含电压幅值、系统频率、有功和无功的调节、输送容量和功率因数的提高、谐波抑制等。共一百零八页传统的电能质量控制设备一般都是由无源元件或是带有旋转部分的装置所组成，当然电能质量的控制也有很多是通过调节发电机组的运行状态来实现的。但电力系统的迅速发展，电网之间的互连度、传输距离(jl)的增加，以及不同负荷性质的大型企业的出现，使完全依靠发电机组和无源元件来完成电能质量的控制已经不是太有效了共

14、一百零八页FACTS技术的出现，使得(sh de)电能质量控制的概念以及实现手段发生了根本性变化。它不但能实现发电厂、输电线路的电能质量控制，而且还能对不同性质的负荷实现优化运行控制。传统电力负荷的电压、频率调节特性较差即负荷从系统取用的有功功率和无功功率随系统电压、频率的波动而发生变化，这对于电力系统的稳定(wndng)运行是有利的，但对用电设备的稳定(wndng)运行则是不利的。共一百零八页FACTS装置所起到的作用大小，除了与控制技术有关(yugun)外，在很大程度上还取决于电力电子器件的容量大小。共一百零八页下 页上 页返 回010203040功率容量MVA)1990198019702

15、000年（）晶片直径（英寸）晶闸管2.5KV1KA(2)4KV1.5KA(3.5)12KV1KA(4)8KV4KA(6)GTO4.5KV2KA(2.5)4.5KV3KA(3)4.5KV4KA(3.5)6KV6KA(6)IGCT4.5KV3KA(3.5)4.5KV4KA(4)6KV4KA(4)HVIGBT4.5KV0.9KA共一百零八页晶闸管双向晶闸管下 页上 页返 回MOSFETIGCTGTOIGBT(Discrete)IGBT MolduleIPM器件额定容量10k100M10M1M1k100k1001010工作频率(HZ)1M10k100k1k100共一百零八页电力电子器件正朝着容量越来越

16、大、频率越来越高的方向发展。正是(zhn sh)由于有了电力电子技术的迅猛发展，才使得FACTS得以进步。共一百零八页下 页上 页返 回1.3 传输(chun sh)线路的互连 1.3.1 为什么传输(chun sh)线路要互连？传输线路相互连接有利于共享发电厂和负荷中心，充分利用多元化负荷、有效利用电力资源，能将发电厂的总发电量和燃料的成本降到最低。共一百零八页另一个问题是，如果有了网络互连，但系统设计者没能利用先进的分析方法将输电计划与发电/输电成本结合起来分析，那么这种系统也不能保证电力与传输之间有最适宜的平衡。新建的互连输电线路同样存在(cnzi)建设费用和线路损耗问题，这也经常限制电

17、能的有效传输。在很多情况下，要获得经济的资源或者资源共享似乎会受到输送容量的限制，而且这种情况现在依然没有得到有效地解决。共一百零八页另一方面，随着电力传输的发展，电力系统的运行已变得更加复杂，系统在大故障后稳定运行的可靠性显著降低，导致大量电能不能得到适当控制。过多的无功功率充斥着系统的不同部分，系统不同部分的动态波动(bdng)会相互影响，并出现传输瓶颈，所有这些都将导致不能充分发挥输电系统相互连接的潜力。共一百零八页传输容量的增加、缺乏(quf)长期规划、开通电力公司和消费者之间的沟通渠道等，所有这些均已构成供电安全性问题，并有可能造成供电质量的下降。要缓解这种下降的趋势，FACTS技术

18、是必不可少的。共一百零八页下 页上 页返 回1.3.2 FACTS 的机遇(jy) 电力工业的不断进步，超高压、大容量、远距离输电已成为现代电力系统(din l x tn)的重要标志。 为了满足日益增长的电能需要，许多电能质量控制设备都是基于现有网络结构设计的，而不是通过另外新增网络达到要求的。这样可能导致在某些输电线路上功率潮流远低于其热稳定极限，而其它线路上却超负荷运行。此时，系统所反映出的总体效果是稳定性和安全性降低，电压波形出现畸变。而联网规模的扩大和发电容量的不断增加，使电力工业在管理电力系统的技术反面面临诸多问题，如果处理不当，有可能出现意想不到的事故。共一百零八页下 页上 页返

19、回1.3.2 FACTS 的机遇(jy) 发电资源分布不均匀，需要高电压长距离输送大量的电能。 随着国民经济的不断发展，电力负荷也持续增加，必须提高(t go)输电线路的输送能力。 充分利用输电线路,降低输电成本的提高，减少经济损失。 共一百零八页下 页上 页返 回FACTS 技术能够为现有的电能控制开辟一个(y )新的途径，使现有设备的容量得到有效利用。FACTS 控制器可以控制传输系统运行中相互关联的参数，使传输线路上输送的功率接近线路的热容设定值。FACTS是多个控制器的集合体，可以用来克服指定传输线路或通道的特殊限制。用FATCS改善线路传输能力，一般只需增加必要的投资FACTS 技术

20、就能不断扩展线路的传输限制。共一百零八页下 页上 页返 回1.4 交流(jioli)输电系统中的功率潮流 1.4.1 并行线路(xinl)中的功率潮流 阻抗=2X功率=2/3X阻抗=X功率=1/3负荷负荷功率潮流直流高压输电线路负荷负荷可变阻抗功率潮流负荷负荷可变相角功率潮流负荷负荷共一百零八页下 页上 页返 回1400MW103000MW2000MW10600MW1600MW5ABC1000MW1750MW103000MWC1250MW571000MWB2000MWA10250MW-4.241000MW1750MW103000MWC1250MW510250MW2000MWAB1.4.2 网孔

21、潮流(choli)1750MW103000MWC2000MWA10250MW1250MW51000MWB-5共一百零八页下 页上 页返 回1.5 什么(shn me)限制负荷容量？ 限制(xinzh)负荷容量 热容量电介质稳定性共一百零八页下 页上 页返 回稳定性暂态稳定性动态(dngti)稳定性静态(jngti)稳定性频率崩溃电压崩溃次同步谐振共一百零八页一般说来，稳定性限制决定的传输容量极限(jxin)小于其他因素。以单回常规500KV交流输电线路为例，目前其自然功率、典型热容量极限(jxin)和受稳定性约束的实际运行功率分别为1000MW、3000MW和6001700MW。因此，提高系统

22、稳定性是提高电网传输容量的首要内容，其最终目标是将电网传输容量提高到热稳定和绝缘极限(jxin)。共一百零八页自然功率又称为波阻抗负荷，是表示输电线路的输电特性的一个特征参量。当线路输送有功功率达到某个值的时候，此时线路消耗和产生的无功正好平衡，此时输送的功率就称为自然功率。它主要用来分析(fnx)输电线路的输电能力、电压和无功调节等问题。当线路输送自然功率时，由于线路对地电容产生的无功与线路电抗消耗的无功相等，因此送端和受端的功率因数一致；当输送功率低于自然功率时，由于充电功率大于线路消耗无功，必然导致线路电压升高；相反，当线路输送功率大于自然功率，由于无功不足，需要额外的无功补偿，在没有无

23、功补偿的情况下，线路电压就会下降。所以，线路在输送自然功率的时候，经济性最好、最合理。共一百零八页U2d2下 页上 页返 回1.6 传输网络互联的潮流(choli) 和动态稳定12U1d1U2d2P&QU1d1DULI=DUL/x 相位滞后DUL90 I共一百零八页电流在电压方向上的分量为有功电流，在电压垂直(chuzh)方向上的分量为无功电流。共一百零八页下 页上 页返 回U1处有功(yu n)电流潮流： Ip1=(U2sind)/xU1处无功电流潮流： Iq1 =(U1-U2cosd)/xU1处有功功率： P1=U1(U2sind)/xU1处无功功率： Q1=U1(U1-U2cosd)/x

24、U1sindU1U2U1sindU1cosdU2sinddIq1=(U1-U2cosd)/x(U1-U2cosd)U2cosdIp1=U2sind/x共一百零八页U2处有功电流潮流(choli)： Ip2=(U1sind)/xU2处无功电流潮流： Iq2 =(U2-U1cosd)/xU2处有功功率： P2=U2(U1sind)/xU2处无功功率： Q2=U2(U2-U1cosd)/xU1sindU1U2U1sindU1cosdU2sinddIq1=(U1-U2cosd)/x(U1-U2cosd)U2cosdIp1=U2sind/x下 页上 页返 回因P1 和 P2 相同(xin tn)，所以：

25、P=U1(U2sind)/xIp2=U1sind/x(U2-U1cosd)Iq2=(U2-U1cosd)/x共一百零八页下 页上 页返 回18090PmaxPowerP= sindU1U2X0dIU1-U2U2U1IIU2U1U1-U2注入电压采用(ciyng)FACTS技术改善潮流的基本方式IU1-U2U2U1I注入电压共一百零八页下 页上 页返 回1.7 几个重要参数(cnsh)整定的说明控制线路阻抗X可有效控制线路的电流。当传输(chun sh)角d（或功角）较小时，控制线路阻抗X或传输角可有效控制有功功率。线路阻抗X的控制 共一百零八页下 页上 页返 回传输(chun sh)角的控制

26、传输角的改变能显著控制端点电压。在传输线中以串联方式注入一个电压源，这个注入的串联无功功率补偿电压可有效控制线路(xinl)电流，改变有功功率的潮流。调节注入电压的幅值和它与端点电压之间的相位，可控制线路电流的大小和相位。共一百零八页下 页上 页返 回串联控制器的容量通常只需设计为占线路传输容量很少的一个百分比。当相角较小时，可通过线路的互连来控制无功功率潮流。将串联控制器与并联连接的电压调节器结合起来，就可构成另一种(y zhn)形式的阻抗控制器，它能有效的控制两个系统间的有功和无功功率潮流。共一百零八页下 页上 页返 回1.8 FACTS控制器的基本(jbn)类型FACTS控制器 串联(c

27、hunlin)型控制器并联型控制器串并组合型控制器串串组合型控制器共一百零八页下 页上 页返 回串联(chunlin)型控制器串联型控制器相当于一个可变阻抗，可以是电容器，电抗器等，也可以是一个由电力电子器件组成的可变阻抗，在主频、次同步和谐波频率（或它们的组合）变化时满足所希望(xwng)的要求。共一百零八页下 页上 页返 回串联型控制器以注入串联电压的形式接入线路，只要该串联电压与流过它的线电流正交，串联控制器只能提供或吸收可变的无功功率，在其它(qt)任何相位关系时，则此串联电压都会涉及到有功功率的交换。 共一百零八页下 页上 页返 回并联(bnglin)型控制器并联型控制器可以是可变阻

28、抗，可变电源(dinyun)，或者是它们的组合。并联型控制器在并联连接点处给系统注入一个电流。只要该注入电流与线路电压之间的相角差为90，则并联控制器只能提供或吸收可变无功功率，任何其它的相位关系均涉及有功功率的交换。共一百零八页下 页上 页返 回串串组合型控制器这类控制器可以是各自独立的串联控制器的组合,也可以是一个(y )统一控制器。此类控制器中，串联控制器能独立的对各自所控制的线路进行串联无功补偿控制，也可通过直流侧连接(linji)的线路与交流系统交换有功功率。直流连接共一百零八页下 页上 页返 回统一串串型控制器转换的有功功率能使线路中的有功潮流和无功潮流得到(d do)平衡，并能最

29、大限度地利用传输系统。共一百零八页下 页上 页返 回串并组合型控制器该类控制器是单个并联和串联控制器的组合，这些独立的控制器之间能够(nnggu)相互协调工作。协同控制共一百零八页下 页上 页返 回组合的并联和串联控制器一般(ybn)是用并联部分给系统注入电流，用串联部分在线路上注入一个电压。当并联和串联控制器在统一协调工作时，相互连接的串、并联控制器的直流侧一般都会涉及到有功功率的交换。共一百零八页下 页上 页返 回特点串联型控制器对工作电压、电流和功率潮流有直接的影响。增加或减少串联型控制器的串联电压可改善(gishn)电压质量。串联型控制器必须设计成能够承受意外故障电流和动态过负荷电流，

30、并且能够通过或旁路掉短路电流。共一百零八页下 页上 页返 回并联型控制器可对电压进行有效的控制，并起到阻尼电压振荡的作用。并联型控制器在维持变电站母线电压质量方面非常有效。 并联控制器只针对母线上的节点，不会对母线电压的控制造成(zo chn)负面的影响。并联型控制器无论在何种情况下，都不能控制整条线路的潮流。共一百零八页下 页上 页返 回 综合控制(kngzh)器是集功率潮流、电流潮流和线路电压控制(kngzh)于一体的有效控制(kngzh)器。交流线路协同控制共一百零八页下 页上 页返 回FACTS控制器结构中有由直流转变成交流电的变流器，可实现与交流系统有功及无功功率的交换。在保证输出所

31、需的电压或电流的前提下，变流器储能大小应支撑交流工作周期的十分之几的时间,具体时间应视控制器结构而定。一些(yxi)其它的储能装置均可通过电力电子器件的接口方式，提供或补充变流器的直流储能。 共一百零八页下 页上 页返 回以变流器为基础的串联(chunlin)型、并联型或串并组合型控制器具有电储能的部分。 储能设备直流连接储能设备储能设备共一百零八页下 页上 页返 回1.9 FACTS控制器的定义和功能(gngnng)简介 1.9.1 FACTS的功能(gngnng)简介 电压源型变流器电流源型变流器基于电压源和电流源变流器的静止同步补偿器(STATCOM) +-共一百零八页下 页上 页返 回

32、带有储能(ch nn)的静止同步补偿器晶闸管控制(kngzh)的制动电阻器（TCBR） 接口储能设备-+共一百零八页下 页上 页返 回TSC滤波器TCR , TSR静止无功补偿器(SVC), 静止无功发生器(SVG), 静止无功系统(xtng)(SVS)，晶闸管控制的电抗器(TCR), 晶闸管投切电容器(TSC)和晶闸管投切电抗器(TSR)共一百零八页下 页上 页返 回电力(dinl)传输的柔性 在电力(dinl)传输系统的不同变化或不同运行条件下，输电系统的自适应能力，以及在此条件下维持足够稳态和瞬态稳定裕量的能力。 柔性交流输电系统 以电力电子器件或其它静止控制器来增强可控性和增大电力传输

33、能力的交流输电系统。共一百零八页下 页上 页返 回FACTS 控制器 用来控制一个或多个交流传输系统参数的电力(dinl)电子器件构成的系统或其它静止装置。共一百零八页下 页上 页返 回1.9.2 并联(bnglin)型控制器 静止(jngzh)同步补偿器 起静止无功补偿器作用的一种静止同步发生器，它并联在系统上，可控制其容性或感性输出电流，且控制与系统电压无关。 +-共一百零八页下 页上 页返 回静止(jngzh)同步发生器 一种静止自换相电力变流器，它由一个适当的电源提供电能，并能产生一组幅值可调的多相交流输出电压，这种变流器可与交流系统连接，以达到(d do)独立交换可控的有功和无功功率

34、的目的。共一百零八页下 页上 页返 回电池(dinch)储能系统 一种(y zhn)带有化学储能系统的并联式电压型变流器，该变流器可快速调节提供给交流系统或从交流系统吸取的电能。 接口储能设备-+共一百零八页下 页上 页返 回超导(cho do)磁能存储器 一种含有电力电子变流器的超导电磁储能装置，它可快速输出或吸收有功或无功功率，或者在交流系统中能动态(dngti)地控制潮流。静止无功补偿器 一种并联联接的静止无功发生器或吸收器，它的输出电流可调节为容性或感性，以便保持或控制电力系统的一些特定参数（典型参数一般为母线电压）。 共一百零八页下 页上 页返 回TSC滤波器TCR , TSR晶闸管

35、控制(kngzh)的电抗器 一种并联联接的晶闸管控制的电感，其有效电抗值由晶闸管以不断变化(binhu)的部分导通方式来控制。 共一百零八页下 页上 页返 回TSC滤波器TCR , TSR晶闸管投切电抗器 一种并联联接的晶闸管切投电感，其有效电抗由晶闸管以全部导通或零导通的跳变方式(fngsh)来控制。 共一百零八页下 页上 页返 回TSC滤波器TCR , TSR晶闸管投切电容器 一种并联联接(lin ji)的晶闸管投切电容器，其有效电抗由晶闸管以全部导通或零导通的阶跃变化方式来控制。 共一百零八页下 页上 页返 回静止(jngzh)无功发生器或吸收器 一种静止型电气装置、设备或系统，它可从电

36、力系统(din l x tn)吸收可控的容性和/或感性电流，或是发出或吸收无功功率。通常它是由并联联接的晶闸管控制电抗器（组）和晶闸管投切电容器组构成。静止无功系统 由各种静止和机械开关组成的无功补偿器，其输出可相互协调配合。共一百零八页下 页上 页返 回晶闸管控制的制动(zh dn)电阻 一种(y zhn)并联联接的晶闸管投切电阻器，用于增强电力系统的稳定性控制，当系统出现扰动时能减小发电机组的加速功率。 共一百零八页下 页上 页返 回1.9.3 串联(chunlin)型控制器 静止(jngzh)同步串联补偿器 一种静止型无外部电能支撑的串联同步补偿器，其输出电压与线路电流矢量正交，且输出电

37、压的控制与线路电流无关，能实现增加或减小整条线路阻抗上的电抗性电压降，从而达到控制传输功率的目的。线路+-共一百零八页下 页上 页返 回SSSC亦可包括瞬态额定储能或能量吸收设备，通过附加的瞬态有功功率的补偿，能增强电力系统的动态性能，并可短暂性的增大或减小整个传输(chun sh)线路有功（电阻性的）电压降。线路+-线路接口电路储能设备+-共一百零八页线间潮流(choli)控制器 由两个或多个静止同步串联补偿器组成的控制器，它们的直流侧互联在一起，以利于每条线路的有功功率在不同SSSC的交流端子之间双向流动，各SSSC能独立地提供无功补偿、调节(tioji)每条线路上的有功功率潮流，并维持所

38、希望的潮流分布，或者能控制各线路间的无功功率潮流。 直流连接共一百零八页下 页上 页返 回晶闸管控制的串联(chunlin)电容 一种容性电抗补偿器，它由串联电容器组与晶闸管控制的电抗器并联组成，以提供(tgng)平滑变化的容性串联电抗。 线路共一百零八页下 页上 页返 回晶闸管控制(kngzh)的串联电抗器 一种感抗补偿器，由串联(chunlin)电抗器与晶闸管控制的电抗器并联组成，以得到平滑变化的串联(chunlin)感性电抗。线路共一百零八页晶闸管投切串联(chunlin)电容器 一种(y zhn)容抗补偿器，由串联电容器组与晶闸管投切电抗器并联组成，以提供串联容抗的分段控制。 晶闸管投

39、切串联电抗器 一种感抗补偿器，由串联电抗器与晶闸管控制电抗器并联组成，以得到串联感抗的分段控制。线路线路共一百零八页下 页上 页返 回1.9.4 串并联组合型控制器 线间潮流(choli)控制器 将静止同步补偿器(STATCOM)和静止同步串联补偿器(SSSC)的直流侧连接在一起的组合装置。它容许有功功率(gngl)在SSSC的串联输出端和STATCOM的并联输出端之间双向流动。在没有外部储能的条件下，能提供串联线路有功和无功电流补偿。通过注入相角没有限制的串联电压，UPFC可同时或有选择地控制传输线路的电压、阻抗和传输角，还可以有选择地控制线路上的有功和无功功率(gngl)潮流。UPFC也可

40、独立地提供可控并联无功补偿。共一百零八页下 页上 页返 回+-线路+-STATCOMSSSC直流连接共一百零八页下 页上 页返 回三相线路晶闸管控制(kngzh)的移相变压器 通过晶闸管投切进行调节(tioji)的移相变压器，它能提供快速可变的相角。共一百零八页下 页上 页返 回相间(xingjin)功率控制器 一种串联联接的有功和无功功率控制器，在每一相中包含感性和容性支路，且各支路分别(fnbi)对应各自的相移电压。利用机械或电力电子开关调节相移位置和/或支路阻抗，可独立地设置线路上的有功和无功功率。在特定情况下，当感性和容性阻抗形成共轭关系时，IPC就成为由其它端子上电压控制的无源电流源

41、。 共一百零八页下 页上 页返 回1.9.5 其它(qt)控制器 晶闸管控制(kngzh)的电压限幅器 一种由晶闸管投切的金属氧化物变阻器(MOV)，在瞬态条件下能限制该变阻器两端的电压。共一百零八页下 页上 页返 回晶闸管控制(kngzh)的电压调节器 晶闸管控制的变压器，可持续控制变化的被控(bi kn)相的电压。共一百零八页下 页上 页返 回1.9.6 FACTS的发展(fzhn)历史与应用简介FACTS的概念之前，已出现一些电力电子控制器了，它们现都已融入FACTS技术行列之中。第一个串联型控制器，次同步振荡(zhndng)阻尼器是一个小功率的串联电容阻抗控制器。1995年在沙利文电站

42、建成的StatCom，是美国历史上第一个采用GTO的大型FACTS装置，它是FACTS发展史上的一个重要里程碑。 近十多年来FACTS的应用得到了长足地发展。 共一百零八页下 页上 页返 回日本关西电力犬山开关站 1991 80MVA SVG或 StatCom 装置种类 应用单位 投入年度 容量 日本东京电力新信浓变电站 1992 50MVA 美国田纳西州沙利文电站 1995 100MVA 美国肯塔基州艾内兹电站 1997 160MVA 英国白金汉郡克莱登电站 1997 75MVA 丹麦瑞赖斯比/海德(配电) 1998 8MVA 美国华盛顿州西雅图钢铁公司 20005MVA 德克萨斯某一电弧炉

43、补偿 199880MVA 河南电力局* 199920MVA 美国墨西哥交界 200036MVA 美国埃塞克斯电站 2001133/40MVA 美国纽约奥克代尔电站 2002200MVA 美国特勒嘎电站 2002100MVA 几个主要(zhyo)实用化的FACTS装置 共一百零八页下 页上 页返 回美国电力公司卡若瓦河/西弗吉尼亚 1991 345kV系统，线路阻抗补偿从060%，晶闸管控制分相组合的串联电容器 TSSC 装置种类 应用单位 投入年度 容量 美国西部电力局凯恩塔/亚利桑那 1992500kV系统，267MVA TCSC 美国邦维尔电力局斯莱特电站 1993巴西因佩拉特里斯电站 1

44、999230kV系统，50MVA UPFC 1998SSSC 138kV, 160MVA; StatCom 160MVA; GTO 6kV/4kA 美国肯塔基州电力公司艾内兹电站 共一百零八页下 页上 页返 回澳大利亚黑墙电站 约1999 300MVA SVC或RSVC 装置种类 应用单位 投入年度 容量 200MVA StatCom，200MVA SSSC100MVA StatCom, 100MVA SSSC两个100MVA逆变器两个100MVA IPFC运行 CSC 美国纽约马西山电站 2003澳大利亚布雷马电站 约1999 230MVA 美国纽约奥克代尔电站 2001 200MVA St

45、atCom，135MVA电容器组 共一百零八页下 页上 页返 回1.10 FACTS技术(jsh)的优势按照要求控制潮流。增加线路的负荷容量，使其发挥(fhu)到热容规定的数值，其中包括短期的和季节性的要求。通过提高瞬态稳定性限制、约束短路电流和过负荷、处理好级联负荷拥塞瓶颈，以及抑制系统和发电机的电磁振荡等措施来增强系统的安全性。共一百零八页下 页上 页返 回与邻近区域和邻近用户之间建立起安全连接的纽带，减少双方整体备用发电机组的需求。在确定(qudng)新的发电机组安装地点时具有更大的灵活性。 线路得到升级。减少无功功率潮流，使线路能够传输更多的有功功率。降低环流。将发电机的运行成本降到最低，提高了发电站的利用率