2.3综合型FACTS装置
典型的综合型FACTS设备是综合潮流控制器(UPFC)。
UPFC是将并联补偿的STATCOM和串联补偿的SSSC组合成具有一个共同统一的控制系统的新型潮流控制器,它结合了多种FACTS技术的灵活控制手段, 是FACTS技术中功能最强大的装置,它通过将换流器产生的交流电压串接入相应的输电线上,使其幅值和相角均可连续变化,从而控制线路等效阻抗,电压或功角,同时控制输电线路的有功和无功潮流,提高线路输送能力和阻尼系统振荡,它最基本的特点之一是注入系统的无功是其本身装置控制和产生的,但注入系统的有功必须通过直流回路由并联回路STATCOM传至串联回路SSSC,作为UPFC整体, 并不大量消耗或提供有功功率。
3.FACTS技术的作用及适用范围
FACTS技术由于采用具有单独或综合功能的电力电子控制装置,比常规的输电控制技术,如串并联电容电抗、 PSS和同步调相机等具有优越的快速性能和灵活的控制能力,同时还具有良好的适应性。由于FACTS技术与现有的交流输电系统是并行发展的,并完全兼容,能在现有设备不做重大改动的条件下,采用合适有效的FACTS技术,充分发挥现有电网的潜力。因此,在电力系统中具有广泛而良好的应用前景。综合而言,应用FACTS技术的重要作用和意义体现在:
a) 为充分利用现有的输电线路的能力和资源。现行电力系统由稳定条件限定的输送功率的极限偏低,输电线路的能力远未被充分利用,而采用FACTS技术,理论上可使输电线路的输送功率极限大大提高,甚至接近导线的热稳极限,从而提高输电线路资源的利用率。
b) 提高电网和输电线路的安全稳定性、可靠性和运行经济性。FACTS技术的应用将有助于抑制功率振荡,提高系统的安全稳定水平;有助于控制电网中的潮流大小和方向,实现潮流的合理流动和电网的经济运行;有助于限制电网和设备故障的影响范围,减小事故恢复时间及停电损失。
c) 优化整个电网的运行状况。在电网中采用FACTS有助于建立全网统一的实时控制中心,实现全系统的优化控制。以提高全系统运行的安全性和经济性。
d) 将改变交流输电的传统应用范围。整套应用并协调控制的FACTS控制器将使常规交流输电柔性化,改变交流输电的功能范围,使其在更多方面发挥作用。由于应用FACTS控制器的方案常常比新建一条线路或换流站的方案更便宜,它甚至可以扩大到原属于直流输电专有的应用范围,如定向传输电力,功率调制,延长水下或地下交流输电距离等。
4.FACTS技术的应用情况
世界上第一台SVC设备由GE公司制造,于1977年在Tri-State GT系统投入运行,到目前为止,世界上已投运的SVC已超过180台,我国广东江门、郑州小刘、东北沙窝、湖南云田和武汉凤凰山等500 kV变电站也有6台投运。
世界上第一台SVG设备(20 Mvar)于1980年在日本投入运行,该装置采用了晶闸管强制换流的电压型逆变器;世界上首台采用大功率GTO作为逆变器元件的STATCOM(±1 Mvar)于1986年10月在美国投入运行; 1996年容量为±100 Mvar STATCOM在美国500 kV Sullivan变电站投入运行;清华大学与河南电力局联合研制的20 Mvar STATCOM也于1999年投入现场运行。日本最近也在联合研制用于275 kV系统的容量为300 Mvar STATCOM装置,这是目前容量最大的STATCOM设备。
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