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摘要：随着我国电力工业的不断发展，传统电力系统始终存在一系列瓶颈问题，柔性交流传输技术的应用可以极大地改善这些问题。本文在介绍柔性交流输电技术的概念和柔性交流输电技术在智能电网中的重要性的基础上，重点研究了柔性交流输电在智能配电网中的应用。
关键词：柔性交流输电技术；智能电网；电力系统；运用
1 柔性交流输电技术（FACTS）概念
1.1FACTS的定义
FACTS技术，也称为柔性交流传输技术，即技术系统应用技术及其控制器技术，是集电力电子技术、微处理和微电子技术、通信技术和控制技术形成的灵活快速控制交流传输的新技术。
柔性交流输电系统最初是由N.G.博士提出的：“电力系统使用基于高功率电子设备的控制器和其他固定控制器来提高可控性并增加输出功率的容量”[1]。在1997年IEEE电力工程协会（PES）冬季会议上，FACTS技术被定义为：指有电力电子型或其他静止型控制器的加强系统可控性和增加功率传输能力及交流输电系统[1]。
1.2FACTS 工作原理
柔性交流输电技术集中了集通信技术、电力电子技术、控制技术及微电子技术，即将现代智能技术应用于高压输变电线路系统中，通过引入补偿和控制技术，为电网提供感应或无功功率从而提高输电质量和效率，它可以有效地降低负载线的负载电流和系统的损耗，提高系统的传输容量，从而提高输配电系统的运行、安全性和可控性。这项技术还被专家称为“当前电力系统中具有变革性的前沿课题之一”。
2 柔性交流输电技术在智能电网中的重要性
在电网的输电和变电过程中，由于电力负荷的增加，电网中的大量自由潮流增加了电网的功率损耗。电源回流，电源旁路，长距离电力传输等，都会引起电网电压波动，直接影响电网运行的安全性和稳定性。柔性交流输电系统的主要特点为：首先，它可以灵活、方便、快速地改变系统潮流的分布；其次，线路的传输容量可以增加到接近线路的热限制；三是减少发电机备用容量；第四，它可以有效地控制电网的损坏和设备故障；第五是易阻尼消除电力系统振荡，提高系统稳定性；六是经济性好。因此，在输变电网络中，合理使用以FACTS控制装置为核心的柔性交流输电技术，通过控制装置对电网运行状态进行动态分析，及时补偿和调节保护，能智能灵活地控制系统的可变运行条件和复杂的功率流，以及实现对智能电网中不稳定因素的最大控制。利用电网系统的电源控制，有效利用交流电源的电源，确保安全可靠、灵活稳定的电力传输转换系统，实现节能经济的高效稳定运行。目前，FACTS技术已被国内外一些权威的电力工作者认定为 “新时代输电系统未来的三大支撑技术之一”[2]?。
3柔性交流输电在智能配电网中的运用
3.1可控串补 (TCSC)
可控串联补偿是柔性交流输电中最常见的串联型设备。首先，串联补偿装置的组成以阻尼装置为例，即阻尼装置、串联电容器组、控制保护装置、晶闸管阀组和氧化锌变阻器共同构成；其次，TCSC设备的关键技术包括高压平台上的阀组制造和集成技术、串补系统各元件的保护原理与技术、光电源电子变压器技术和阀组触发、冷却、监控技术等；最后，通过将TCSC技术应用于现代电力系统，它不仅有助于提高电力系统的传输容量，减少网络损耗，从而实现补偿和功率流控制[3]。
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3.2静止无功补偿调控装置（SVC）
静止无功功率补偿器是并联连接的静态无功功率发生器装置或无功功率吸收装置，其输出随着电力系统的特定控制参数而变化。它主要由晶闸管电抗器和晶闸管电容器组成，并且可以通过控制晶闸管的触发角来控制流过空心电抗器的电流。SVC的类型是晶闸管控制电抗器（TCR）、晶闸管开关电容器（TSC）、晶闸管开关电抗器（TSR）和可饱和电抗器（SR）[4]。通过将适当容量的 SVC无功补偿控制装置设置在电网系统的合理位置，通过将静态无功补偿技术应用于配电网，有助于控制分布式负载与电网系统之间的无功功率交换，有效提高电网系统运行的安全性和稳定性，减少配电损耗并提高电能质量。
3.3静止无功发生装置（SVG）
静态无功功率发生器（SVG）是无功功率动态补偿装置。其中，目前的静止无功补偿器有三种类型，包括可控饱和电抗器型、自饱和电抗器型和相控电抗器型。SVG的基本原理是使用自换向桥式变换器电路，通过电抗器或直接连接到电网，正确调整桥式电路交流侧输出的相位和幅度，或直接控制交流侧电流，可以吸收或发送所需的无功电流（或电压），以实现动态无功功率补偿。在智能电网中，SVG采用交流控制链路，安装静态无功发电装置，并与智能电网的补偿系统连接，通过动态检测电网系统的实时运行状态和内部电路的转换，完成电网系统无功功率的平滑可控动态控制，维护智能电网的平衡性[4]。
3.4统一潮流控制装置（VPFC）
统一潮流控制器（VPFC）由静态无功功率发生器（SVG）和静态同步串联补偿器组成（SSSC）的一种具有通用控制系统的新型潮流控制器。它包括两部分：主电路（串联单元，并联单元）和控制单元[5]。其原理是通过串联耦合变压器调节幅度和相位，实现电网中的电压调节、相位调制和阻抗调节功能，实现系统潮流的有效控制，实现电网系统接入点的动态无功补偿，它对提高电力系统的传输效率具有积极而显著的积极作用。
3.5有源电力滤波器（APF）
有源电力滤波器（APF）是一种PWM控制的转换器设备，由全控电力电子设备组成。其提供与补偿电流（电压）大小相等且极性相反的电流（电压），以抑制由负载产生的不需要的电流（或电压）在电力系统中传播[6]。有源滤波可根据电网运行特性实现高次谐波补偿、基波正序无功补偿、三相不平衡补偿和长距离线电压差补偿，并且可以采用上述多种补偿组合。灵活技术的APF有源电力滤波器连接到智能电网中的电子元件，例如：?电容器，电感器等并联连接到APF，有源电力滤波功能补偿负载分量并提高智能电网的运行水平。
3.6 PQC(PQM)电压质量调整（制）器
PQC( PQM)电压质量调整（制）器的合理使用，可以快速补偿电压中突变（突降、突升）、闪变等问题，同时，它可以自动调节供电系统中的三相不平衡和故障中的短期电压中断。智能电网需根据电压等级要求进行分配，PQC 能够调控智能电压，发挥自动调节的作用，实现双向补偿，补偿智能电网中的电压突变，预防电压载荷的过度波动，同时排除非正常电压载荷的影响。
4 结语
柔性交流输电技术改变了电网的传统运行方式，使其具有经济优势，在智能电网中具有巨大的潜力和应用能力。在工程实践应用中，合理采取柔性交流输电技术和设备装置，能为我国电网的发展营造有利的发展环境。
参考文献：
1 李家坤. 柔性交流输电技术在电力系统中的应用. 电力学报,2007(3):328-330.
2 蒋治铜. 浅析柔性交流输电系统在电力系统中的应用. 科技视界,2012(3):52-56.
3王飞 郭亮. 刍议柔性交流输电技术在智能电网中的应用. 城市建设理论研究（电子版）,2013(15):12-14.
4贾函 韩智刚 亢志鹏. 浅析智能电网中柔性交流输电技术的应用. 建筑工程技术与设计,2015(34):15-15.
5彭露. 牵引变电所无功补偿方案优化与实践——以焦柳铁路湖北段为例. 华东交通大学,2017.
6贾红芳. 并联型有源电力滤波器(APF)的Simulink建模与仿真. 湛江师范学院学报,2007(6):78-81.
论文作者:马可1，温冉1，赵青2
论文发表刊物:《科技新时代》2019年5期
论文发表时间:2019/7/22
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