小議靈活交流輸電技術

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柔性交流輸電技術（FACTS）又稱為靈活交流輸電技術，它是美國電力專家N。G。Hingorani于1986年提出來的新技術，它曾將FACTS定義為"除了直流輸電之外所有將電力電子技術用于輸電的實際應用技術"。該新技術是現代電力電子技術與電力系統相結合的產物，其主要內容是在輸電系統的主要部位，采用具有單獨或綜合功能的電力電子裝置，對輸電系統的主要參數（如電壓、相位差、電抗等）進行靈活快速的適時控制，以期實現輸送功率合理分配，降低功率損耗和發電成本，大幅度提高系統穩定和可和可靠性。FACTS的主要功能可歸納為：①較大范圍地控制潮流；②保證輸電線輸電容量接近熱穩定極限；③在控制區域內可以傳輸更多的功率，減少發電機的熱備用。（在美國可以由通常的18%降低到15%或以下）；，④依靠限制短路和設備故障的影響來防止線路串級跳閘；⑤阻尼電力系統振蕩。

隨著電力電子技術的飛速發展，新的高電壓、大功率的電力電子器件不斷出現，它為靈活交流輸電技術的實現打下了堅實的基礎。目前已成功應用的或正在開發研究的FACTS裝置有十幾種，如：

（1）靜止無功補償器（SVC）。SVC使用晶閘管來快速調整并聯電抗器的大小及投切電容器組，并可兼有事故時的電壓支持作用，維護電壓水平，消除電壓閃變、平息系統振蕩等。可以靜態或動態地使電壓保持在一定范圍內，從而提高電力系統的穩定性。

（2）直流輸電（HVDC）。直流輸電中的交、直流轉換器是最早應用晶閘管技術的裝置之一。

（3）靜止調相器（statcon）。這是對SVC改進后的裝置，它由三相逆變器構成，整個裝置的無功功率的大小或極性都由它通過的電流來調整，故其整體功能類似于同步調相機。其調節無功的能力比SVC強，因為SVC的無功量由電壓平方除以阻抗決定，而Statcon的輸出無功則取決于輸出端的電流和電壓乘積。因此，在事故時電壓降低的情況下，Statcon比SVC可提供更大的無功支持能力，具有一定的事故過載能力。如果并聯電容電蓄電池組或超導儲能電抗器所取代，則事故支持的時間還可延長。

（4）超導蓄能器，（SMES）。此裝置由電力電子器件（SCR或GTO等）控制一個大容量超導蓄能線圈所組成，幾乎無損耗。放電/充電的效率在95%以上，但造價昂貴。SMES作為蓄能器，可快速供幾秒的備用電力；瞬時提供同步或阻尼功率以提高輸電的靜態和暫態穩定性；提高遠距離輸電的輸送能力；延長發電設備壽命；提供無功功率以改進電壓穩定性：改進電壓質量等。采用GTO元件后，可將SMES輸出的有功和無功功率彼此獨立地進行控制，故不僅對短期，而且對中期動態過程可產生良好影響。

（5）固態斷路器（SSCB）。如果采用晶閘管型的斷路器，則由于斷路器只能在交流第一次過零時斷開，其開斷延時將達幾個毫秒。如果采用GID、MCT或MTD_等電力電子元件，則電流可瞬時被切斷，效果將大為提高。美國SPCO工廠所生產的SSCB樣機，已達到15千伏、600安，可在4微秒內完成開斷。

（6）可控串聯電容補償（TCSC）。TCSC有下列功能：①潮流控制，由于可以連續改變線路電抗，因此可用來進行潮流控制，改變電網中的潮流分布；Q阻尼線路功率振蕩，可以阻尼由于系統阻尼不足或由于系統大擾動引起的低頻功率振蕩；③提高電力系統暫態穩定，在系統受到大的沖擊時，可迅速調整晶閘管的觸發角，改變串聯電容的補償度，以提高暫態穩定性；④抑制次同步振蕩（SSR），當系統發生SSR時，迅速調整串聯電容器容抗至最小值，對于次同步頻率，TCSC呈感抗，這樣便會對SSR起很強的阻尼作用。

隨著電力電子技術的飛速發展，靈活交流輸電技術的發展前景不可估量，必將改變電力系統的傳統面貌，并促使電力系統發生重大變革。