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，我國輸變電技術(shù)迎來了新的發(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)來說，智能電網(wǎng)在發(fā)展的過程中趨于成熟，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)槿绱耍悄茈娋W(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裝置，通過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。人們將其稱為有源的原因是指有源電力的濾波器相和無源濾波器相對比，指可以被動地吸收大小、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地補(bǔ)償電網(wǎng)是利用PWM電力電子對脈沖進(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距離的線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，并不會產(chǎn)生低頻諧振問題，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，并對無功功率進(jìn)行補(bǔ)償吸收。可以按照不同的控制電子元件將SVC劃分成TSR晶閘管投切容性的無功補(bǔ)償?shù)碾娍蛊骱蚑SC晶閘管的投切感性的無功補(bǔ)償電容器，還有TCR晶閘管的控制容性的無功補(bǔ)償設(shè)備。在實(shí)際的工程應(yīng)用當(dāng)中，主要運(yùn)用的是容性與感性兩個(gè)無功補(bǔ)償?shù)碾娍蛊鳎话闱闆r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)中無功交換和分布式載荷的控制，還能夠?qū)旊娭械木€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程中實(shí)現(xiàn)無功功率的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)按需進(jìn)行動態(tài)化的無功功率補(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)際情況展開動態(tài)檢測，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，通過先進(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。可以在所有的等級電網(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。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，對次同步諧振進(jìn)行抑制，優(yōu)化系統(tǒng)的運(yùn)行方式，并對輸電損耗有所降低。

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^程中，將電壓滯后的線路電流注入其中，讓線路輸送的功率能力得以提高；在感性補(bǔ)償?shù)倪^程中，將電壓超前的線路電流注入其中，有助于線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€有效地降低，在功角上擺的時(shí)候提升功角曲線，在此基礎(chǔ)上，阻尼功角上下擺動。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，在社會發(fā)展的背景下，我國越來越重視創(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，這是我國建設(shè)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，推動先進(jìn)電力技術(shù)的發(fā)展，是我國電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略任務(wù)。

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