柔性输电概念及相关术语
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柔性直流输电技术的应用探究柔性直流输电技术(Flexible DC Transmission, FDCT)是一种新型的输电技术,它采用直流电压进行能量传输,可以有效地解决传统交流输电技术的诸多问题,具有输电损耗小、占地面积小、环境污染小等优点。
随着科技的不断进步,柔性直流输电技术已经开始在实际工程中得到广泛应用。
本文将就柔性直流输电技术的应用进行探究,分析其在电力系统中的优势和发展前景。
一、柔性直流输电技术的原理与特点1. 原理柔性直流输电技术是一种通过控制直流电压和电流来实现能量输送和分配的技术。
其核心是采用高性能的功率电子设备对直流电压进行控制,以实现灵活的功率调节、电压调节和频率调节。
通过控制系统可以实现功率的快速响应和精确调节,使得柔性直流输电系统能够适应复杂多变的电网工况。
2. 特点(1)输电损耗小:相比于传统的交流输电技术,柔性直流输电技术在能量传输过程中损耗更小,能够有效节约能源。
(2)占地面积小:柔性直流输电技术所需的设备相对较小,可以在有限的空间内实现高效的能量传输。
(3)环境污染小:柔性直流输电技术的设备采用先进的电力电子元件,不会产生有害的电磁辐射和废气排放,对环境友好。
二、柔性直流输电技术在电力系统中的应用1. 长距离电力输送柔性直流输电技术在长距离的电力输送中具有明显的优势。
传统的交流输电技术在长距离输电过程中会出现较大的输电损耗,而柔性直流输电技术可以通过控制系统实现功率的精确调节,大大减小了输电损耗,提高了输电效率。
2. 大容量电力输送由于柔性直流输电技术具有较高的电压和电流调节能力,能够实现大容量的电力输送。
在大规模工业园区、城市用电中心等场景下,柔性直流输电技术可以有效地满足电力需求,支持电网的高容量输电。
3. 电力系统稳定性改善柔性直流输电技术在电力系统中的应用可以提高系统的稳定性。
通过柔性直流输电技术可以实现快速的电压调节和频率调节,对电网负载波动具有较强的适应能力,有助于降低电网的故障率和提高电网的可靠性。
1.如何理解柔性交流输电系统中“柔性”的概念?(1)柔性,即灵活性,指FACTS通过采用高速大容量电力电子控制器可以提高交流电网的可控性,实现灵活的潮流控制与最大化电网的传输能力。
其柔性,即灵活性表达在更快的响应速度更频繁的控制连续控制能力更综合与更灵活的的控制功能2.现代新型输电技术有哪些特高压交流-直流输电,三相三线制的交流输电方式,HVAC输电,柔性交流输电3简述输电网潮流控制的方法及其比较,FACTS技术在输电网潮流控制中的具体应用?可辅以图标、公式进行说明。
控制线路阻抗X可有效控制线路的电流,它是控制潮流最有效的方法。
当传输角d(或功角)较小时,控制线路阻抗X或d 可有效控制有功功率。
调节注入电压的幅值与它与端点电压之间的相位,可控制线路电流的大小相位。
串联控制器的容量通常占线路传输容量很少的一个百分比。
4.提高电网传输容量受到哪些因素的制约?可以采取哪些措施?电网的传输容量指电网在一系列的约束条件下能够传输功率的能力。
限制电网传输容量的主要因素:热稳定极限、设备绝缘限制、理想线路的极限传输功率与电力系统稳定性限制。
提高电网传输容量的措施电力设备的热稳定极限与绝缘极限一般保守度较大,因此,提高系统稳定性是提高电网传输容量的首要内容,最终目标是将电网传输容量提高到热稳定极限与绝缘极限。
5.简述HVDC 与FACTS的主要区别。
(1)HVDC基于直流传输原理,使用电力电子技术是为了能将所传输的直流功率交换到既有的交流电网中,并通过控制这种功率交换来达到改善电力系统性能的目标;FACTS基于交流输电原理,使用电力电子技术是为了(等效地)改变交流电网的参数,从而调节其功率传输并达到改善交流电网运行性能的目标(2)HVDC通过控制它与交流电网之间的功率交换来达到目标,要求HVDC能控制较大的功率,目前主要依赖高耐压与大容量的晶闸管器件;FACTS是通过调节交流电网的参数而“间接”控制电网功率,其容量要求比HVDC低得多,大量的FACTS控制器可采用耐压与容量不及晶闸管的可关断器件。
一、柔性交流输电的概念柔性交流输电系统是Flexible AC Transmission Systems的中文翻译,英文简称FA CTS,指应用于交流输电系统的电力电子装置,其中“柔性”是指对电压电流的可控性;如装置与系统并联可以对系统电压和无功功率进行控制,装置与系统串联可以对电流和潮流进行控制;FACTS通过增加输电网络的传输容量,从而提高输电网络的价值,FACTS 控制装置动作速度快,因而能够扩大输电网络的安全运行区域;在电力电子装置最早用于直流输电系统中并实现了对输送功率的快速控制,由此人们想在交流系统中加装电力电子装置,寻求对潮流的可控,以获得最大的安全裕度和最小的输电成本,FACTS技术应运而生,静止无功补偿器(sVC),静止同步补偿器(sTATCON),晶闸管投切串联电容器(T C S C),统一潮流控制器(UPFC)就是基于FACTS技术的产品二、FACTS在电力系统中控制的主要功能特性FACTS控制装置改变了传统机械控制模式,为交流输电网络提供了一种快速、连续、精确稳定的控制方式,实现对配电网络功率潮流的优化控制,突破了传统电能输送安全裕度瓶颈,不仅大大提高系统电能输送能力,同时还可以保障整个系统安全稳定的运行,有效防止输电系统中连锁反应造成的大面积停电事故发生。
1、优化输电网络的运行环境条件FACTS装置通过内部电力电子元件自身功能特性,有助于减少和消除系统功率环流或振荡等输配电大电网的痼疾,有效解决了输配电网络的“瓶颈”问题。
利用FACTS控制技术,可以在输配电网络中建立安全裕度较大的电能输送通道,为电能远程人容量输送提供良好的输送条件,大大提高了系统电能定向输送能力,有助于在现有电网结构的基础上,提高系统电能输送的稳定性、可靠性。
利用FACTS设备所具有的快速、平滑调整等功能特性,可以方便、迅速地改变系统电能输送功率潮流分布,实现在长距离大范围地功率潮流控制,使之按照运行调度所期望的路径输送电能功率。
一、柔性输电概念:装有电力电子型和其他静止型控制装置以加强可控性和增大电力传输能力的交流输电系统。
二、功角特性的影响:δSIN X EUP =SVC (静止无功补偿器)并联饱和电抗器(SR )饱和电抗器可分为两种: 自饱和电抗器&可控饱和电抗器自饱和电抗器是在电力系统中较早得到发展和应用的一种并联补偿设备,它不需要调节器而依靠电抗器自身固有的能力来稳定电压。
自饱和电抗器利用铁心的饱和特性,使感性无功功率随端电压的升降而增减。
可控饱和电抗器:通过调节晶闸管的导通角以改变饱和电抗器控制绕组中电流的大小来控制电抗器铁心的工作点磁通密度,进而改变绕组的电感值,及相应的补偿的无功功率。
晶闸管控制电抗器TCR由于电抗器几乎是纯感性负荷,因此电感中的电流滞后于施加于电感两端的电压约 90°,为纯无功电流。
当α =0°时,电抗器吸收的感性无功最大(额定功率);当α =90°时,电抗器不投入运行,吸收的感性无功最小(空载功率)。
当TCR 按照某个固定的触发延时角,则称为晶闸管投切电抗器(TSR ),通常按α=0进行控制,此时电抗器中的稳态电流为纯正弦。
TSR 提供固定的感性阻抗,当接入系统时,其中的感性电流与接入点的母线电压成正比。
晶闸管控制的高阻抗变压器(TCT )TCT (Thyristor ControlledTransformer )是一种特殊类型的 TCR ,它利用高阻抗变压器替代电抗器与晶闸管串连构成。
TCT 装置实际上是将常规TCR 中的耦合变压器和电抗器合二为一,其基本工作原理和TCR 相同,同样需要固定的电容支路提供容性无功并兼作滤波器。
由于高阻抗变压器次级电压可以取得较低,如1kV 左右,在单个晶闸管器件的工作电压以内,所以安装容易,造价低于同容量的 TCR ;在中小型(40~50Mvar 及以下)SVC 中得到了相当广泛的应用,晶闸管投切电容器(TSC )解决无功功率的过补偿和欠补偿问题,满足变电所功率因数指标要求机械(断路器或接触器)投切电容器(MSC )晶闸管投切电容器装置(TSC)单相 TSC 的基本原理结构它由电容器、双向导通晶闸管(或反并联晶闸管)和阻抗值很小的限流电抗器组成,限流电抗器的主要作用是限制晶闸管阀由于误操作引起的浪涌电流,而这种误操作往往是由于误控制导致电容器在不适当的时机进行投入引起的。
柔性直流输电技术概述1柔性直流输电技术简介柔性直流输电作为新一代直流输电技术,其在结构上与高压直流输电类似,仍是由换流站和直流输电线路(通常为直流电缆)构成。
与基于相控换相技术的电流源换流器型高压直流输电不同,柔性直流输电中的换流器为电压源换流器(VSC),其最大的特点在于采用了可关断器件(通常为IGBT)和高频调制技术。
详细地说,就是要通过调节换流器出口电压的幅值和与系统电压之间的功角差,可以独立地控制输出的有功功率和无功功率。
这样,通过对两端换流站的控制,就可以实现两个交流网络之间有功功率的相互传送,同时两端换流站还可以独立调节各自所吸收或发出的无功功率,从而对所联的交流系统给予无功支撑。
2. 技术特点柔性直流输电技术是采用可关断电压源型换流器和PWM技术进行直流输电,相当于在电网接入了一个阀门和电源,可以有效控制其通过的电能,隔离电网故障的扩散,还能根据电网需求,快速、灵活、可调地发出或者吸收一部分能量,从而优化电网潮流分布、增强电网稳定性、提升电网的智能化和可控性。
它很适合应用于可再生能源并网、分布式发电并网、孤岛供电、城市电网供电、异步交流电网互联等领域。
柔性直流输电除具有传统直流输电的技术优点外,还具备有功无功单独控制、可以黑启动对系统强度要求低、响应速度快、可控性好、运行方式灵活等特点,目前,大容量高电压柔性直流输电技术已具备工程应用条件,并且具有以下优点:(1)系统具有2个控制自由度,可同时调节有功功率和无功功率,当交流系统故障时,可提供有功功率的紧急支援,又可提供无功功率紧急支援,既能提高系统功角稳定性,还能提高系统电压稳定性;(2)系统在潮流反转时,直流电流方向反转而直流电压极性不变,这个特点有利于构成既能方便地控制潮流又有较高可靠性的并联多端直流系统,实现多端之间的潮流自由控制;(3)柔性直流输电交流侧电流可被控制,不会增加系统的短路功率;(4)对比传统直流输电方式,采用多电平技术,无需滤波装置,占地面积很小;(5)各站可通过直流线路向对端充电,并根据直流线路电压采取不同的控制策略,因此换流站间可以不需要通讯;(6)柔性直流输电具有良好的电网故障后快速恢复控制能力;(7)系统可以工作在无源逆变方式,克服了传统直流受端必须是有源网络,可以为无源系统供电。
柔性交流输电系统简介什么是柔性交流输电系统柔性交流输电系统 (Flexible AC Transmission System, FACTS) 是一种通过在输电线路中增加电力电子装置来实现电力系统的动态响应、优化稳定控制和增强传输能力的技术。
柔性交流输电系统可以有效地调整电力系统的电压、电流和电力因数,减少电力系统的瞬态稳定性问题,并增加电力系统的容错能力。
柔性交流输电系统是在传统输电技术的基础上发展起来的。
随着电力系统多年来的迅猛发展,传统输电技术已经难以满足电力系统的需求。
因此,柔性交流输电技术应运而生,在现代电力系统中起到越来越重要的作用。
柔性交流输电系统的工作原理在传统的输电系统中,电力从发电厂经过变压器传输到输电塔上,然后通过电缆或电线路输送到各个用电设施。
在传输过程中,电力会受到和电力系统的各种物理和结构限制,使得输电线路中的电流和电压发生波动,导致电能的损失和效率的降低。
柔性交流输电系统通过在输电线路中添加电力电子装置来实现对电流和电压的调节。
在柔性交流输电系统中,电力电子装置是一个能够将电力系统直流电压转换为交流电压的装置,可以提高输电线路的容错能力和动态响应速度。
其中,常用的电力电子装置有静止补偿器 (Static Compensator, STATCOM) 和静止无功发生器(Static Var Generator, SVG)。
静止补偿器通常用于控制无功功率和电压,静止无功发生器通常用于控制无功功率和电流。
这些电力电子装置可以通过实时监测电力系统的数据和状态信息,及时对电力系统进行动态优化和调节,以提高电力系统的稳定性和传输能力,并减少电力损耗。
柔性交流输电系统的应用柔性交流输电系统在现代电力系统中广泛应用。
它们被广泛应用于电力系统的各个领域,包括电力产生、传输、分销和使用。
柔性交流输电系统可以提高电力系统的灵活性和可靠性,降低输电损失和效率,还可以增强电力系统对突发事件的适应能力。
柔性输电知识点总结柔性输电技术其实最主要的就是通过传统的输电技术和电力电子技术的结合,来有效地提高电力传输的效率和可靠性。
在柔性输电技术中,不仅仅包括了柔性交流传输技术和柔性直流传输技术,还包括了一些辅助设备,比如牵引空气绝缘导线、高温超导输电技术、柔性直流输电技术等等。
这些技术的出现,都为柔性输电技术的完善提供了有效的技术支持。
接下来,我们将从柔性输电技术的基本原理、应用领域和未来发展三个方面来阐述柔性输电技术的知识点。
一、柔性输电技术的基本原理柔性输电技术的基本原理就是通过电力电子设备,来控制输电系统的电压、电流和功率等参数。
在柔性输电技术中,主要采用了半导体器件来进行控制,比如各种类型的晶闸管、晶闸管整流器、可控硅、晶体管等等。
利用这些电子设备,就可以有效地实现对输电系统的控制,使其具备一定的灵活性和可靠性。
柔性输电技术中,主要有两种方式来实现控制,一种是通过控制电压来实现控制,另一种是通过控制电流来实现控制。
通过电压控制来实现柔性输电技术,其主要就是通过控制输电系统的电压等参数,来实现对电力传输的调节。
在柔性输电技术中,主要采用了一些电压型的电力电子设备,比如晶闸管整流器、可控硅电压调节器等等。
通过这些设备,就可以有效地实现对输电系统电压的调节,从而使其具备一定的灵活性和可靠性。
另一种是通过电流控制来实现柔性输电技术,其主要就是通过控制输电系统的电流等参数,来实现对电力传输的调节。
在柔性输电技术中,主要采用了一些电流型的电力电子设备,比如牵引空气绝缘导线、高温超导输电技术等等。
通过这些设备,就可以有效地实现对输电系统电流的调节,从而使其具备一定的灵活性和可靠性。
二、柔性输电技术的应用领域柔性输电技术主要的应用领域就是在输电系统中,主要用来提高输电系统的灵活性和可靠性。
在传统的输电系统中,由于其固有的特点,就存在着很多的问题,比如输电线路容量不足、电压不稳定、电流负载能力受限等等问题。
这些问题都会对电力输送产生一定的影响,甚至会造成输电事故。
柔性输电技术简介一、柔性交流输电1.1 交流柔性输电的概念交流柔性输电(Flexible Alternative Current Transmission Systems),是综合电力电子技术、微处理和微电子技术、通信技术和控制技术而形成的用于灵活快速控制交流输电的新技术。
它是应用大功率、高性能的电力电子元件制成可控的有功或无功电源以及电网的一次设备等,以实现对输电系统的电压、阻抗、相位角、功率、潮流等的灵活控制,将原来基本不可控的电网变得可以全面控制,从而大大提高电力系统的灵活性和稳定性,使得现有输电线路的输送能力大大提高。
自己理解:交流柔性输电,之所以称之为柔性(灵活)输电,是因为相对于早期的输电网来说,它更多的应用可控的电力电子元件来控制电网的运行,改善电能质量。
因为电力电子元件的可控性而且开关速度快,就使得控制更加灵活,同时在解决电网问题时更具有实时性和易操作性。
1.2 交流柔性输电的优势①能在较大范围有效地控制潮流;②线路的输送能力可增大至接近导线的热极限。
③备用发电机组容量可从典型的18%减少到15%,甚至更少;④电网和设备故障的危害可得到限制,防止线路串级跳闸,以避免事故扩大;⑤易阻尼消除电力系统振荡,提高系统的稳定性。
自己理解:①得益于电力电子器件的灵活控制性,以及微处理微电子技术的发展应用,使得在控制电网功率流动方面更加灵活,可以实时有效的进行控制。
②由可控的电力电子器件组成的补偿装置,可以更加有效的对电路中有功,无功以及谐波进行补偿,使得在线路中的无功损耗减小,减小了线路的热损耗。
③因为可控的调节,使得线路电能的功率因数接近于1,所以发电机组全部用于发送有功功率,就可以在同等有功要求的条件下,减小发电机组的容量。
④由于开关器件的快速动作性和实时可控性,就能够有效及时的控制线路故障的扩散。
⑤因为电力电子设备组成的补偿装置,可以连续的调节电网阻抗,从而减小电力系统的震荡。
1.3 交流柔性输电的主要设备及原理用于输电系统的FACTS装置包括: SVC(静止无功补偿器)、STATCOM(静态同步补偿器)、 TCSC(晶闸管可控串补)、 TSSC(晶闸管开关串联电容器)、UPFC(统一潮流控制器)、TCPST(可控移相器)等。
前言随着电力电子技术的发展,近几年出现了一项电力系统新技术,即柔性交流输电技术(FACTS),也称灵活交流输电技术f31。
FACTS技术自提出至今发展十分迅速,已有20多种属于FACTS技术的控制器在应用或研制开发中,其中多个类型都具有无功补偿的功能,且能很好的满足当今电力系统对无功功率进行快速、动态补偿的要求。
柔性交流输电技术(FACTS)的概念最初是由美国著名的电力系统专家Hingorani N G于1986年提出的,后经多次修订,1997年IEEE PES 冬季会议上对FACTS的定义如下:所谓柔性交流输电(FACTS),即是装有电力电子型或其它静止型控制器以加强可控性和增大电力传输能力的交流输电系统。
FACTS控制器是可提供一个或多个控制交流输电系统参数的电力电子型系统和其他静止型设备。
由此可见,柔性交流输电技术的实质就是将电力电子技术与现代控制技术相结合,以实现对电力系统电压、参数(如线路阻抗)、相位角、功率潮流的连续调节控制,从而大幅度提高输电线路输送能力和提高电力系统稳定水平,降低输电损耗。
目录第一章:我国研究和应用FACTS的必要性及其前景第二章:FACTS 技术的分类及其技术原理第三章:基于FACTS技术的无功补偿技术第一章:我国研究和应用FACTS的必要性及其前景当前,我国电力系统的发展面临严重挑战,由于环境限制、负荷需求增长、用户对电力系统供电的可靠性与经济性的要求日益严格、建设输电线的投资费用增加等原因,出现由地区电力系统发展为大区间联网的现代电力系统的趋势日益明朗。
我国能源分布不均与负荷中心之间的不协调导致远距离输电与大电网的形成,出现系统振荡、系统稳定控制、交直流混合电网协调、潮流调控能力、电压崩溃与电压稳定等问题,这都要求提高输电系统的输电能力和调控能力。
另外,电力市场的出现、发电部门与用电部门的分离、电力市场竞争的出现,促使输电部门成为两者的中介机构的形成,迫切需要输电系统有很强而且方便、快速的调控手段,以适应电力市场发展的需要。
柔性交流输电系统的技术研究及应用探索一、引言柔性交流输电系统是一种新兴的电力传输技术,相较于传统的线性交流输电系统,柔性交流输电系统具备更好的稳定性、灵活性和可靠性。
本文将对柔性交流输电系统的技术研究和应用进行探索和分析。
二、柔性交流输电系统的定义和特点柔性交流输电系统是一种集成了各种传输线路和控制设备的电力传输系统。
它通过合理的控制和协调,使得电力传输在各个节点具有更高的灵活性,从而实现对电力负荷的有效调节。
柔性交流输电系统具有以下特点:1. 灵活性:柔性交流输电系统可以根据电力负载的变化进行实时调节,提供更高的灵活性和稳定性。
2. 可靠性:该系统采用多线路结构,主要传输设备互相备份,减少了单点故障的风险。
3. 节能性:柔性交流输电系统结合新型电力电子技术,能够有效降低传输损耗,提高能源利用率。
三、柔性交流输电系统的关键技术1. 柔性直流输电技术:柔性直流输电技术是柔性交流输电系统的核心之一。
它通过控制直流电流的方向和大小,实现对输电线路的输电方式进行调节,从而提高系统的灵活性。
2. 多级换流技术:多级换流技术能够将直流电能转换成交流电能,并根据电网需求进行功率调节。
3. 智能控制技术:智能控制技术应用于柔性交流输电系统中,能够通过监测和分析电力负荷、电网负荷等数据,提供实时的控制策略和决策,从而实现对系统的良好调控。
四、柔性交流输电系统的应用探索1. 实时电力调度:柔性交流输电系统能够根据电力负荷的变化,实时调节输电线路的传输方式和电流大小,从而提高电力调度的灵活性。
2. 电力系统备份:柔性交流输电系统在多线路结构的制约下,能够实现电力系统的备份,提高系统的可靠性,减少故障风险。
3. 新能源接入:随着新能源的逐渐普及,柔性交流输电系统可以更好地适应新能源的接入需求,提供更稳定可靠的电力传输。
4. 跨区域电力传输:柔性交流输电系统的灵活性使得跨区域电力传输成为可能,有效解决了电力供需不平衡的问题。
电力系统中柔性交流输电的现状与发展趋势随着电力系统的不断发展和电力需求的增长,柔性交流输电作为一种新型的电力传输方式,正逐渐受到广泛关注。
本文将从柔性交流输电的基本概念、现状以及发展趋势三个方面进行探讨。
一、柔性交流输电的基本概念柔性交流输电是指通过应用现代电力电子技术,将交流电源直接连接到输电网,实现高效、可靠的电力传输。
相对于传统的交流输电方式,柔性交流输电可以实现电力系统的柔性调节,提高电力传输效率,降低能量损耗,并提供更好的电力质量。
二、柔性交流输电的现状目前,在全球范围内,柔性交流输电已经成为电力系统中的重要技术。
许多国家和地区都在积极推广和应用柔性交流输电技术。
例如,美国、德国、中国等国家在柔性交流输电技术方面已经取得了一系列的研究成果和应用实践,并且取得了良好的效果。
在电力系统中,柔性交流输电的应用可以实现输电网的灵活性和可控性增加。
通过采用柔性交流输电技术,可以有效解决电力系统中的故障限电问题,提高电力系统的稳定性和可靠性。
此外,柔性交流输电还可以降低电线电压损耗、提高电力传输效率,并提供更好的电力质量。
在柔性交流输电技术方面,目前已经发展出一系列的装置和设备,如静止无功补偿器(SVC)、静止同步补偿器(STATCOM)等。
这些设备通过控制电压和电流的相位和幅值,实现电力传输过程中的无功补偿和电压控制,提高电力系统的稳定性和可靠性。
三、柔性交流输电的发展趋势随着电力系统的不断发展和新能源的快速增长,柔性交流输电技术在未来的发展中具有广阔的应用前景和市场需求。
以下是柔性交流输电的发展趋势:1. 多能互补:随着新能源的快速发展和大规模接入电力系统,柔性交流输电将与新能源形成紧密的结合,实现多能互补。
通过柔性交流输电技术,可以实现可再生能源的高效利用和平稳接入电网。
2. 智能化控制:随着智能电网的发展,柔性交流输电将更加智能化。
通过引入智能化的电力调度和控制系统,可以实现电力系统的自动调节和优化,提高电力传输效率和供电可靠性。
柔性交流输电.第一节一、FACTS的概念Flexible AC Transmission System , 简称FACTS,译为柔性交流输电系统。
FACTS的理论由美国电力科学研究院的著名电力专家N.G.Hingorani博士于1986年创建,他对灵活交流输电系统的定义在1995年经过电力电子学会修正后确定为:“利用以高功率电子技术为基础的控制器及其他静止型控制器来改善电网的可控性并且增加输送功率容量的交流输电系统”。
由此定义可知,灵活交流输电系统就是在交流输电系统重要部位,有效的引入新型单一功能或多功能电力电子装置,实现对输电系统的主要参数(如电压、电抗和相角等)进行调节和控制,以提高交流输电系统的可控性、可靠性和功率传输能力。
二、FACTS产生背景传统交流输电系统,线路传输能力受静稳定和热稳定的限制。
实际系统运行时,热稳定极限远远达不到。
交流输电系统潮流不可控,电网潮流为电力系统参数决定的自然功率。
由此决定了电网中某些线路输送功率的不合理和不可控。
特别是在电网发生故障时没可能存在输送能力强的线路轻载而输送能力弱的线路重载的情况,不利于系统的稳定运行。
新技术的发展为FACTS提供了条件:①高电压、大功率可控器件的产生②控制理论的发展③计算机技术的新发展④通信技术的发展三、FACTS技术的特点利用FACTS元件可以快速、平滑的调节系统参数,从而灵活、迅速地改变系统的潮流分布。
FACTS可以断续或连续地调节系统阻尼,从而有效地抑制系统低频振荡和次同步谐振电力电子开关寿命长四、FACTS的基本构成及运行机理以电力电子器件为核心,配以不同的控制理论和计算机技术,实现电力系统的柔性化控制。
技术核心为换流器的控制理论与技术。
主要包括电力系统控制理论与技术,FACTS内部控制算法与触发技术等。
FACTS运行时,其保护系统非常关键。
五、FACTS控制器的分类与发展(1)FACTS控制器按安装地点不同可以分为发电型、输电型和供电型三类。
ICS备案号:DL 中华人民共和国电力行业标准DL/T ××××—200×柔性输电术语Terminology for flexible transmission(送审稿)××××-××-××发布××××-××-××实施目录前言 (2)1 范围 (3)2 规范性引用文件 (3)3 柔性输电一般术语 (3)3.1 一般术语 (3)3.2 阀 (4)3.3 换流器 (5)3.4 阀及换流器的运行 (7)3.5 控制与保护 (9)4 柔性输电装置术语 (12)4.1 柔性输电装置 (12)4.2 静止无功功率补偿器 (13)4.3 静止同步补偿器 (14)4.4 晶闸管控制串联补偿器 (15)4.5 可控并联电抗器 (16)4.6 故障电流限制器 (17)4.7 电压源换流器型高压直流输电 (18)参考文献 (20)前言本标准是根据《国家发展和改革委员会办公厅关于印发2007年行业标准项目计划的通知》(发改办工业[2007]1415号)的安排制定的。
本标准由电力行业电能质量及柔性输电标准化委员会提出。
本标准由电力行业电能质量及柔性输电标准化委员会归口。
本标准起草单位:本标准主要起草单位:本标准参加起草单位:本标准主要起草人:本标准由电力行业电能质量及柔性输电标准化委员会解释。
由于柔性输电尚处于快速发展阶段,新技术、新装置和新的应用不断出现,本标准仅对已经有较成熟工程应用经验的技术领域进行比较详细的定义,其余的只给出一般性的定义。
柔性输电术语1范围本标准规定了柔性输电技术领域的术语及定义。
适用于采用电力电子设备或其它静止控制设备来增强交/直流输电系统可控性和功率传输能力的各种电压等级的输电系统。
本标准适用于静止无功补偿器、静止同步补偿器、晶闸管控制串联补偿器、可控并联电抗器、故障电流限制器等柔性交流输电装置。
随笔之十三-柔性交流输电系统严同· 10 天前一、柔性交流输电系统概述柔性交流输电系统(FACTS):Flexible Alternative Current Transmission Systems,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系统。
现代电力系统遇到的很多问题都需要柔性交流输电设备来解决。
1)输电线路输送容量瓶颈问题电力系统稳定性限制决定的传输容量极限小于其他因素,所以,电力系统稳定性的本质是功率平衡,需要通过快速的潮流调节来提高系统稳定性。
2)大型火电厂远距离送电面临的SSR问题(次同步谐振)远距离(300公里及以上)、中高串补度(35%及以上)的大容量厂对网输电系统,即存在多模态SSR问题,威胁电网和机组的稳定运行,需采取必要措施有效化解SSR风险,确保机网安全。
3)互联电网动态稳定问题区域联网,阻尼减弱,引发甚低频或超低频区域间振荡。
4)等大负荷中心区的暂态电压稳定问题京沪穗等大型负荷中心已建成500KV强受电网,抗功角稳定能力强,一般可经受环内N-2检验,但是抗暂态电压稳定的条件不断恶化。
∙空调比例增加,负荷变化随机性加大,事故时的调节特性变坏。
∙手动投切的电容比例过大,恶化严重故障时的电压支撑能力。
∙各中心负荷区现有的动态无功补偿设备很少,较之发达国家相去甚远。
5)电能质量问题我国配电系统普遍存在电能质量问题。
二、柔性交流输电系统的作用原理1)提高传输容量,提高现有网络利用率FACTS装置的一个巨大用途:提高系统稳定性,提高远距离输电的容量。
相当于可以少建输电线路,提高目前已有线路和设备的使用效率。
2)稳态与暂态的控制FACTS对潮流进行控制,提高网络利用率;FACTS使网络联系更紧密,更强壮,减少损耗。
3)并联FACTS设备提高电压稳定性电压稳定运行点与负荷功率因数的关系如下。
由上图可见:靠电容补偿功率因数在动态过程中由于其补偿能力大打折扣,而对电压稳定造成威胁。
精心整理柔性直流输电一、概括(一)柔性直流输电的定义高压直流( HVDC )输电技术始于 1920 年月,到当前为止,经历了 3 次技术上的改革,其主要推进力是构成换流器的基本元件发生了革命性的重要打破。
第一代直流输电技术采纳的换流元件是汞弧阀,所用的换流器拓扑是6 脉动 Graetz 桥,其主要应用年月是 1970 年月从前。
图 1.1 :汞弧阀图1.2:6脉动Graetz桥第二代直流输电技术采纳的换流元件是晶闸管,所用的换流器拓扑仍然是 6 脉动 Graetz 桥,因此其换流理论与第一代直流输电技术相同,其应用年月是1970 年月初直到此后一段时间。
图 1.3 :电触发晶闸管图 1.4:光触发晶闸管往常我们将鉴于 Graetz 桥式换流器的第一代和第二代直流输电技术称为传统直流输电技术,其运转原理是电网换相换流理论。
所以我们也将传统直流输电所采纳的 Graetz 桥式换流器称为“电网换相换流器”,英文是“LineCommutatedConverter ”,缩写是“ LCC ” 。
这里一定明确一个观点,有人将电流源换流器( CSC )与电网换相换流器( LCC )混杂起来,这是不对的。
LCC 属于 CSC ,但 CSC 的范围要比 LCC 宽广得多,鉴于 IGBT 构成的CSC 当前也是业界研究的一个热门。
1990 年,鉴于电压源换流器的直流输电观点第一由加拿大McGill 大学的 Boon-TeckOoi等提出。
在此基础上, ABB 企业于 1997年 3 月在瑞典中部的 Hellsjon和 Grangesberg之间进行了初次工业性试验(3MW ,± 10kV ),标记着第三代直流输电技术的出生。
这类以可关断器件和脉冲宽度调制( PWM )技术为基础的第三代直流输电技术,国际威望学术组织国际大电网会议(CIGRE )和美国电气和电子工程师协会(IEEE ),将其正式命名为“ VSC-HVDC ”,即“电压源换流器型直流输电” 。
柔性输电概念及相关术语
柔性沟通输电系统是Flexible AC Transmission Systems)中文翻译,英文简称FACTS,指应用于沟通输电系统的电力电子装置,其中“柔性”是指对电压电流的可控性;如装置与系统并联可以对系统电压和无功功率进行掌握,装置与系统串联可以对电流和潮流进行掌握。
柔性输电又叫敏捷输电,有柔性直流输电和柔性沟通输电两种,本文参考DL/ T 1193 -2023,总结了与柔性输电相关的术语,供大家参考学习。
一、与柔性输电相关的基本术语
1.柔性输电
柔性沟通输电和柔性直流输电统称为柔性输电。
2.柔性沟通输电
敏捷沟通输电基于电力电子设备或其他静止掌握设备来增加系统的可控性和功率传输力量的沟通输电方式。
3.柔性沟通输电系统
敏捷沟通输电系统FACTS 基于电力电子设备或其他静止掌握设备来增加系统的可控性和功率传输力量的沟通输电系统。
4.柔性沟通输电装置
基于电力电子设备或其他静止掌握设备来增加沟通输电系统的可控性和功率传输力量的装置。
5.电压源换流器型高压直流输电
采纳电压源换流器的高压直流输电方式,又称为柔性直流输电。
二、与柔性输电掌握与爱护相关的基本术语
1.掌握方式
掌握柔性输电装置以便保持一个或多个电参量处于整定值的方法。
这个整定值可随时间变化,或作为一个测量参量和预先定义的函数。
2.掌握范围
在柔性输电装置与沟通系统的连接点处由装置供应的可控输出电气量的最大变化范围。
3.滞后运行
并联型柔性输电装置汲取无功的运行方式。
4.超前运行
并联型柔性输电装置发出无功的运行方式。
5.开环掌握方式
使柔性输电装置的输出参量维持在人为设定值的掌握方式。
6.输电系统暂态掌握
加强系统故障恢复后的第→摆特性,提高输电系统暂态稳定极限的掌握。
三、柔性输电装置术语
1.静止无功补偿器
由静止元件构成的并联型可控无功功率补偿装置,通过转变其容性或(和)感性等效电抗来快速准确地调整无功功率,维持系统电压稳
定。
2.静止同步补偿器
一种由并联接入系统的电压源换流器构成,其输出的容性或感性无功电流连续可调且在可运行系统电压范围内与系统电压无关的无功功率补偿装置。
当用于配电系统中时,又称为配电静止同步补偿器。
3.串联补偿器
串接于输电线路中以补偿线路阻抗的装置,简称串补。
4.故障电流限制器
串接于沟通系统中,通过投切或其他的掌握方式来限制系统短路电流的装置,又称短路电流限制器。
5.静止同步串联补偿器
将电压源换流器串接于输电线路中,以连续快速掌握线路等效阻抗的装置。
四、与柔性直流输电相关的术语
1.两电平电压源换流器型高压直流输电
采纳两电平电压源换流器的高压直流输电。
2.三电平电压源换流器型高压直流输电
采纳三电平电压源换流器的高压直流输电。
3.电压源换流器相单元
电压源换流器中连接两个直流母线和一个沟通端的部分。
4.电压源换流器型高压直流输电换流站
电压源换流器型高压直流输电系统的一个部分,由一个或多个电
压源换流器单元及其附属建筑物、vsc 直流电容器、电抗器、变压器、滤波器、掌握、监视、爱护、测量和其他等可能的帮助设备构成。