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北极星电力网技术频道 作者:佚名 2011/3/15 20:00:53
2.FACTS技术的分类及其技术原理
FACTS技术按其接入系统方式可分为并联型，串联型和综合型。并联型FACTS设备包括SVC和STATCOM(SVG)，主要用于电压控制和无功潮流控制；串联型FACTS包括可控串补(TCSC)和基于GTO的串联补偿器(SSSC)，主要用于输电线路的有功潮流控制、系统的暂态稳定和抑制系统功率振荡；综合型FACTS设备主要包括潮流控制器(UPFC)和可控移相器(TCPR)，UPFC适用于电压控制、有功和无功潮流控制、暂态稳定和抑制系统功率振荡，TCPR适用于系统的有功潮流控制和抑制系统功率振荡。各种类型设备的技术原理介绍如下：
2.1并联型FACTS装置
典型的并联型FACTS装置是SVC和STATCOM，它们代表了FACTS技术发展的两个阶段：
SVC是指由固定电容器组、晶闸管控制的电容器组(TSC)和电抗器组(TCR)组合成的无功补偿系统。通过调节TCR和TSC，使整个装置无功输出呈连续变化，静态和动态地使电压保持在一定范围内，提高系统的稳定性，但由于这种设备在电网电压的波动超出一定范围时表现出恒阻抗特性，因而在电网电压波动大时不能充分发挥其作用。
STATCOM主回路主要是由大功率电力电子器件(如门极可关断晶闸管GTO)组成的电压型逆变器和并联直流电容器构成，是与传统SVC原理完全不同的无功补偿系统。这种装置脱离了以往无功功率概念的约束，不采用常规电容器和电抗器来实现无功补偿，而是利用逆变器产生无功功率。它所输出的三相交流电压V0通过变压器与系统电压Vs同步，并通过控制V0来调节无功功率的输出，当V0＞Vs时，输出容性无功功率；当V0＜Vs时，输
出感性无功功率，因此，设备无功功率的大小都由它输出的电流来调整，而其输出的电流与系统电压基本无关，这些功能、原理上类似于同步调相机，但它是完全的静态装置，因此STATCOM又称为静止调相器，它的动态性能远优于同步调相机，启动无冲击，调节连续范围大，响应速度快，损耗小。由于采用了GTO，可以避免换相失败，直流侧的电容器只是用来维持直流电压，不需要很大容量，而且可以用直流电容器构成，因而装置体积小且经济。
2.2串联型FACTS装置
典型的串联型FACTS装置是可控串补(TCSC)和基于GTO的串联补偿器(SSSC)。
TCSC通常指采取晶闸管控制的分路电抗器与串联电容器组并联组成的串联无功补偿系统，通过改变晶闸管的触发角来改变分路电抗器的电流，使串联补偿器的等效阻抗大小能够连续平滑快速变化，因而TCSC可以等效成一个容量连续可变的电容器，其接入的输电线路的等效阻抗也可以连续变化，在给定的线路两端电压和相角情况下，线路的输送功率将可实现快速连续控制，以适应系统负载变化和动态干扰，达到控制线路潮流，提高系统暂态稳定极限的目的，也可以用于阻尼系统功率振荡和抑制次同步振荡。
SSSC是指采用大功率电力电子器件(如GTO)组成的电压型逆变器和并联直流电容器构成的串联补偿器，其基本结构和STATCOM类似，不同的是装置通过变压器串接入高压线路中，但原理与TCSC不同，TCSC在串入线路中可以等效成可变容抗，而串入的SSSC可以等效成电压源，其输出的是与串入线路的电流幅值基本无关的电压量，通过控制换流器，连续改变其输出电压的幅值和相位，从而改变线路两端的电压(幅值和相位)，实现对线路有功、无功潮流的控制和阻尼系统的功率振荡，提高系统暂态稳定极限的目的。
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