柔性輸電技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用分析

徐金迪 余鎮(zhèn)林

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，加之互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，我國(guó)輸變電技術(shù)迎來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇，輸變電技術(shù)也廣泛地應(yīng)用在智能電網(wǎng)當(dāng)中。鑒于此，本文將對(duì)柔性輸電技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：輸變電技術(shù)；智能電網(wǎng)；應(yīng)用

就電網(wǎng)建設(shè)來(lái)說(shuō)，智能電網(wǎng)在發(fā)展的過(guò)程中趨于成熟，輸變電技術(shù)在進(jìn)步的同時(shí)，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在電網(wǎng)建設(shè)中，輸變電技術(shù)本身的技術(shù)含量與系統(tǒng)強(qiáng)度和超高協(xié)作性使得其在智能電網(wǎng)當(dāng)中充分發(fā)揮作用。正因?yàn)槿绱?，智能電網(wǎng)在運(yùn)行中的安全性和穩(wěn)定性逐漸提高，同時(shí)，智能電網(wǎng)的用電效率也得以推升，還降低了復(fù)雜性。

一、APF在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

APF即有源電力的濾波器，這是現(xiàn)階段一種新型的電力電子類(lèi)裝置，通過(guò)有源電力的濾波器的應(yīng)用，能夠以最快的速度跟蹤和補(bǔ)償各種大小和頻率的諧波。人們將其稱(chēng)為有源的原因是指有源電力的濾波器相和無(wú)源濾波器相對(duì)比，指可以被動(dòng)地吸收大小、頻率都非常固定的一些諧波。有源電力的濾波器能夠很好地對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)中用電載荷運(yùn)行發(fā)生的不好的電壓分量以及電流分量進(jìn)行抑制，避免高次諧波等多種有害分量污染電網(wǎng)系統(tǒng)。有源電力的濾波器主動(dòng)地補(bǔ)償電網(wǎng)是利用PWM電力電子對(duì)脈沖進(jìn)行全控調(diào)整，然后為電網(wǎng)系統(tǒng)提供一個(gè)極性相反，并且大小一樣的電壓和電流。按照電網(wǎng)運(yùn)行的特點(diǎn)，結(jié)合有源濾波、電力電子的控制和電路結(jié)構(gòu)的技術(shù)，有助于三相不平衡和長(zhǎng)距離的線(xiàn)路電壓差以及高次諧波的形成，還可以按照具體的工程應(yīng)用需求實(shí)現(xiàn)組合。除此之外，想要為用電載荷端實(shí)施無(wú)功功率補(bǔ)償，抑制高次諧波的分量，能夠把有源電力的濾波器與電子元器件的電容以及電感，還有電阻之間進(jìn)行并聯(lián)，用這樣的方式促進(jìn)供電質(zhì)量提高。

二、STATCOM在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

STATCOM是指靜止無(wú)功的補(bǔ)償裝置。STATCOM主要是指直流電容、GTO逆變器共同構(gòu)成的一種有源結(jié)構(gòu)，在交換三相能量時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)GTO通斷的有效控制，并且產(chǎn)生一定的無(wú)功電流。這一設(shè)備產(chǎn)生的電容性電流大小不受到電壓的影響，在降低電壓的時(shí)候，還是可以產(chǎn)生比較大的電容性電流。此外，外部系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變化與運(yùn)行條件改變并不會(huì)影響STATCOM裝置端的電壓，因此，STATCOM裝置本身的暫態(tài)穩(wěn)定性能與靜態(tài)穩(wěn)定性能是非常好的。將這一裝置應(yīng)用在智能電網(wǎng)當(dāng)中，并不會(huì)產(chǎn)生低頻諧振問(wèn)題，主要原因在于這一裝置當(dāng)中的電容器容量非常小。原理圖如圖一所示。

三、SVC在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

SVC，是指靜止無(wú)功的補(bǔ)償調(diào)控裝置。將該裝置廣泛地應(yīng)用在輸變電系統(tǒng)當(dāng)種調(diào)控電壓，并對(duì)無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償吸收?？梢园凑詹煌目刂齐娮釉VC劃分成TSR晶閘管投切容性的無(wú)功補(bǔ)償?shù)碾娍蛊骱蚑SC晶閘管的投切感性的無(wú)功補(bǔ)償電容器，還有TCR晶閘管的控制容性的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。在實(shí)際的工程應(yīng)用當(dāng)中，主要運(yùn)用的是容性與感性?xún)蓚€(gè)無(wú)功補(bǔ)償?shù)碾娍蛊?，一般情況小兩者結(jié)合應(yīng)用。比如，TCR+TSC的組合方式和TCR+TSC+FC的組合方式與TCR+FC的方式。在電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中，設(shè)置適當(dāng)容量的SVC裝置，可以幫助電網(wǎng)當(dāng)中無(wú)功交換和分布式載荷的控制，還能夠?qū)旊娭械木€(xiàn)損進(jìn)行控制。

四、UPFC在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

UPFC，即統(tǒng)一潮流的控制。統(tǒng)一潮流的控制裝置組成單元是不同接線(xiàn)方式的串聯(lián)變化器以及并聯(lián)變化器，同時(shí)，直流端與同一組的電容器之間互聯(lián)，如此“背靠背”的連接結(jié)構(gòu)有助于電網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制和調(diào)節(jié)，可以在兩個(gè)變化器間實(shí)現(xiàn)功率的雙向流通，也就是有功功率能夠在交流端中實(shí)現(xiàn)吸收和發(fā)出。一般而言，UPFC裝置應(yīng)用在大于220KV的電壓等級(jí)的電網(wǎng)系統(tǒng)中，當(dāng)將兩個(gè)變化器在電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中接入之后，可以分別出現(xiàn)和吸收無(wú)功功率，調(diào)控電網(wǎng)運(yùn)行的狀態(tài)。

五、SVG在電網(wǎng)中的應(yīng)用

SVG是指靜止的無(wú)功發(fā)生裝置，其內(nèi)部是由直流與交流功能組成的，交流功能的單元和系統(tǒng)補(bǔ)償之間相互連接。該裝置的半導(dǎo)體橋式的交流器在合理切換的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)按需進(jìn)行動(dòng)態(tài)化的無(wú)功功率補(bǔ)償。與此同時(shí)，SVG裝置利用內(nèi)部電路的轉(zhuǎn)換與電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際情況展開(kāi)動(dòng)態(tài)檢測(cè)，能夠平滑地調(diào)控?zé)o功功率。

六、TCSC在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

TCSC是指串聯(lián)補(bǔ)償?shù)难b置，其主要應(yīng)用在增加高電壓和長(zhǎng)距離以及大負(fù)荷的送電系統(tǒng)當(dāng)中。電力電子技術(shù)的應(yīng)用能夠讓串聯(lián)補(bǔ)償?shù)撵`活性與實(shí)用性更大。靈活性的交流輸電類(lèi)技術(shù)是將可控串補(bǔ)的技術(shù)作為代表。展現(xiàn)的是世界先進(jìn)的輸電技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，通過(guò)先進(jìn)的電力電子技術(shù)促進(jìn)電網(wǎng)的輸電能力提高，同時(shí)，促進(jìn)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性得以提升?？梢栽谒械牡燃?jí)電網(wǎng)中應(yīng)用，創(chuàng)新了交流輸電技術(shù)，并且使得產(chǎn)業(yè)得到升級(jí)。可控的串補(bǔ)技術(shù)是由晶閘管閥和金屬氧化物的限壓器與電容器組以及阻尼器共同構(gòu)成的。不只能夠促進(jìn)現(xiàn)有線(xiàn)路輸送能力的提高，還能夠促進(jìn)系統(tǒng)穩(wěn)定性的提高，防止系統(tǒng)出現(xiàn)低頻振蕩，對(duì)次同步諧振進(jìn)行抑制，優(yōu)化系統(tǒng)的運(yùn)行方式，并對(duì)輸電損耗有所降低。

七、SSSC技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

對(duì)于SSSC技術(shù)而言，這是在可關(guān)斷晶閘管的基礎(chǔ)上建構(gòu)的靜止型的補(bǔ)償器，核心內(nèi)容是指具備直流儲(chǔ)能的電容電壓源逆變器，是由逆變器和直流環(huán)節(jié)與控制器以及耦合變壓器共同組成的。SSSC在變流器的作用下，產(chǎn)生值與相角可控的一幅三相正弦的注入電壓，其相位主要控制在0—360之間，能夠隨時(shí)調(diào)控。在實(shí)施容性補(bǔ)償?shù)倪^(guò)程中，將電壓滯后的線(xiàn)路電流注入其中，讓線(xiàn)路輸送的功率能力得以提高；在感性補(bǔ)償?shù)倪^(guò)程中，將電壓超前的線(xiàn)路電流注入其中，有助于線(xiàn)路的輸送功率得以減小。

SSSC注入電壓靈活的控制可以在系統(tǒng)出現(xiàn)變動(dòng)之后，讓其得到有效地抑制。有助于發(fā)電機(jī)阻尼的增強(qiáng)，降低加速面積，提升減速面積，可以在功角回?cái)[的時(shí)候?qū)乔€(xiàn)有效地降低，在功角上擺的時(shí)候提升功角曲線(xiàn)，在此基礎(chǔ)上，阻尼功角上下擺動(dòng)。如果運(yùn)用科學(xué)的投入方式就可以充分地發(fā)揮作用。

綜上所述，在社會(huì)發(fā)展的背景下，我國(guó)越來(lái)越重視創(chuàng)新技術(shù)力量，創(chuàng)新后的高科技電力技術(shù)有助于電網(wǎng)安全性的強(qiáng)化和優(yōu)化，并且確保其在運(yùn)行中的穩(wěn)定性，提高可再生能源的利用率，同時(shí)，還能夠?qū)﹄娋W(wǎng)的電能質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化，這是我國(guó)建設(shè)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，推動(dòng)先進(jìn)電力技術(shù)的發(fā)展，是我國(guó)電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略任務(wù)。

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