1、电力电子在电力系统中的应用 柔性交流输电系统柔性交流输电系统 主讲教师：冉华军 主要参考书：主要参考书： 高压直流输电与柔性交流输电高压直流输电与柔性交流输电 ， 杨晓 ， 杨晓 萍编著 。
萍编著 。
电力电子技术在电力系统中的应用电力电子技术在电力系统中的应用 ，陈建业等编著 。
陈建业等编著 。
柔性交流输电系统柔性交流输电系统 ， 程汉湘编著 。
， 程汉湘编著 。
柔性电力技术柔性电力技术电力电子在电力系统电力电子在电力系统 中的应用中的应用 ， 韩民晓等编著 。
， 韩民晓等编著 。
引言 电能作为一种特殊形式的二次能源 ， 具有 清洁、易于传输和便于转换和控制等特点 ，在我们的现代生活中得到越来越广泛的应 用 。
科技的发展使现代 。

2、生活日益依赖于优 质、可靠的电能供应 ， 电能是现代生活的 “氧气” ， 安全可靠的电能供应是现代生 活的重要基石 。
美国加州美国加州2001年延续十余月、年延续十余月、 波及数十万用户的电力危机就波及数十万用户的电力危机就 给全世界上了生动的一课给全世界上了生动的一课 电能使用的快速增长以及对低成本能源的 需求、环保要求的提高 ， 逐渐导致了远离 负荷中心的发电站的大量开发 。
负荷中心 的电能越来越依赖于由位于远端的发电中 心通过长距离输电来提供 。
利用交流电压进行大规模的电能传输有两个 基本条件： 一是各同步发电机组必须稳定地保持同步 ， 确 保电力系统在标称频率下运行 。
二是系统各级的电压必须维持在其标称 。

3、值附近 。
电力系统控制的基本功能就是在允许每一 个用户可以根据自身需要随时投切负荷的 条件下 ， 将所提供的电能的频率和电压控 制在标称值附近一个不大的范围之中 。
这 个看似简单的问题构成了对电力系统控制 的最大挑战！ 电力系统已进入大系统、超高压远距离输 电、跨区域联网的新阶段 ， 社会经济的发 展促使现代电网的管理和运行方式发生变 革 ， 对其安全可靠、稳定、高效、灵活运 行控制的要求日益提高 ， 从而急需发展新 的调节手段 ， 提高其可控性 。
近年来电力电子器件容量的迅速增大 ， 控 制理论以及计算机信息处理等技术的发展 ，电力电子装置已经能够进入输电系统的一 次回路进行控制 ， 从而为输电控制手段的 改善和换代提供 。

4、了可能 。
在这种情况下 ， 20世纪80年代美国科学家 Hingorani先生提出了柔性交流输电技术的 概念（FACTS：Flexible AC transmission System） ， 经过近30年得研究和工程应用 ，使相关技术得到不断的发展和完善 。
FACTS技术的产生和发展是解决交流输电系统运行和发 展中的各种困难的客观需要 ， 这表现在以下几个方面： ua.由于负荷和电力市场的需求以及环境问题的日益严由于负荷和电力市场的需求以及环境问题的日益严 峻 ， 获得能多送电力的新建输电线的走廊更加困难（一峻 ， 获得能多送电力的新建输电线的走廊更加困难（一 些发达国家中已经无法在城市附近再修建架空线路）等些发 。

5、达国家中已经无法在城市附近再修建架空线路）等 原因 ， 而电力需求又持续增加 ， 对供电质量要求愈来愈原因 ， 而电力需求又持续增加 ， 对供电质量要求愈来愈 高 ， 使已有输电线的负担日益加重 ， 输送能力不足的矛高 ， 使已有输电线的负担日益加重 ， 输送能力不足的矛 盾日益突出 。
交流输电系统的输电能力受到系统的静态盾日益突出 。
交流输电系统的输电能力受到系统的静态 稳定、暂态稳定、动态稳定、电压稳定和热稳定的限制 ， 稳定、暂态稳定、动态稳定、电压稳定和热稳定的限制 ，传统交流输电系统由于前四种稳定的限制 ， 使其输电能传统交流输电系统由于前四种稳定的限制 ， 使其输电能 力远远低于其热稳定极限 。
因此 ， 对提高输送能力的有力远远低于其 。

6、热稳定极限 。
因此 ， 对提高输送能力的有 关技术措施的需求也日益紧迫 。
关技术措施的需求也日益紧迫 。
b.交流输电系统的功率可控性差 ， 即不容易 控制输电网络中的功率流向 。
在互联系统中 ，当改变某条线路的功率时 ， 会同时改变其它 线路的功率 ， 或导致环流 ， 使整个系统的潮 流都重新分布 。
功率分布的自由潮流常造成 功率绕送（即走远道不走近路）或功率倒流 （即主输送方向中又存在逆向输送）的问题 ，这将导致输电系统的大量电能损耗和输电能 力下降 ， 造成输电过程的“瓶颈” 。
c.传统输电系统中用于提高输电能力和稳定 性的设备有串联电容补偿、并联电容补偿、 并联电抗补偿、电气制动电阻和移相器等 ，它们可以通过调整线路电 。

7、压、阻抗和功角 来改变系统潮流分布和改善系统稳定性 ，但这些设备都是机械操作的 ， 反应速度慢 ，从而限制了其控制能力和快速性 ， 这也是 影响输电系统暂态稳定和动态稳定的重要 因素 。
1.1 概述概述 1.2 电能质量的基本概念电能质量的基本概念 1.3 传输线路的互连传输线路的互连 1.4 并行线路中的功率潮流并行线路中的功率潮流 1.5 什么限制负荷容量什么限制负荷容量 1.6 传输网络互联的潮流和动态稳定传输网络互联的潮流和动态稳定 1.7 几个重要参数整定的说明几个重要参数整定的说明 1.8 FACTS控制器的基本类型控制器的基本类型 1.9 FACTS控制器的定义和功能简介控制器的定义和功 。

8、能简介 1.10 FACTS技术的优势技术的优势 首首 页页 第一章 柔性交流输电系统 （FACTS）概论 1.11 高压直流输电（高压直流输电（HVDC）与）与FACTS的前景的前景 1.1 概述概述 下 页返回 FACTS技术是电力电子技术在电力系技术是电力电子技术在电力系 统中的应用的一个重要方面 ， 它已在统中的应用的一个重要方面 ， 它已在 电能的生产、传输和分配的各个环节电能的生产、传输和分配的各个环节 都得到了应用 ， 是电力系统发展的一都得到了应用 ， 是电力系统发展的一 个重要里程碑 。
个重要里程碑 。
电力电子技术与传统的电力系统控制设备 的结合 ， 使电力系统中影响潮流分布的电 压、线路阻抗及功 。

9、角这三个主要电气参数 能得到迅速调整 。
在不改变现有网络结构 的前提下 ， FACTS使网络的功率传输能力 以及对潮流和电压的可控性大为提高 ， 能 对系统运行参数中的一个或多个产生影响 。
下 页上 页返 回 电力系统电力系统 潮流分布潮流分布 传输线阻抗、发送端和接收端传输线阻抗、发送端和接收端 电压幅值、以及这两个电压相电压幅值、以及这两个电压相 位之间相角差的函数 。
位之间相角差的函数 。
对于交流输电系统而言 ， 可以通过提高输 电系统的电压 ， 增大线路的功率角以及减 小输电线路的阻抗来达到提高现有输电线 路的传输功率 。
我国目前主干网的最高输电输电电压已达 到 5 0 0 K V （ 目 前 正 在 发 。

10、 展 7 5 0 K V 、 1000KV） ， 进一步提高输电电压会带来一 些列技术和经济问题；而利用增加并行回 线的方法减小线路阻抗 ， 除了存在经济性 的问题外 ， 还受到难以获得新的输电走廊 的困扰 。
采用直流输电进行超长距离输电 ， 以及引 入各种补偿方法以减小交流线路的等效阻 抗就成为21世纪电力系统控制器的两个并 行的发展方向 。
一般情况下 ， 通过并联电容器的方法就能 够保证系统电压在规定范围内运行 。
在输 电线路上串联电容器可减少输电线路的阻 抗 ， 因而也能提高输电线路的输送能力 。
移相变压器则是在输电线路送、受端之间 引入相位偏移 ， 因而也能达到控制潮流的 目的 。
然而 ， 传统的电力系统控制设备都是机 。

11、械 型的 ， 它们的响应速度慢 ， 而且只能分级 投切 。
从稳态运行的角度看 ， 这种机械装 置可起到稳定运行的作用；但从动态控制 的角度看 ， 由于它的响应速度太慢 ， 不能 有效地减少瞬态振荡 ， 因此在系统动态稳 定中起不到有效作用 。
可以连续调节且可以高速响应的控制器是 现代电力系统向提供高质量电能的根本保 证 ， 而近年来迅速发展的电力电子技术正 是实现上述要求的最佳选择 。
下 页返回 较大范围地控制潮流使之按指定路径流动较大范围地控制潮流使之按指定路径流动。
保证输电线的负荷可以接近热稳定极限 ， 但不会保证输电线的负荷可以接近热稳定极限 ， 但不会 出现过负荷出现过负荷。
在控制的区域内可以传输更多的功率 ， 因而能 。

12、减在控制的区域内可以传输更多的功率 ， 因而能减 少发电机的热备用少发电机的热备用。
在系统短路和设备故障情况下 ， 能够防止出现线在系统短路和设备故障情况下 ， 能够防止出现线 路连锁跳闸的路连锁跳闸的“骨牌效应骨牌效应”。
电流源电流源 型变流器型变流器 基于电压源和电流源变流器的静止同步补偿器基于电压源和电流源变流器的静止同步补偿器 (STATCOM) + +- - 下 页上 页返 回 ?带有带有 储能的静储能的静 止同步补止同步补 偿器偿器 晶闸管晶闸管 控制的制控制的制 动电阻器动电阻器 （TCBR） 接口接口 储能设备储能设备 - -+ 下 页上 页返 回 TSC滤波器滤波器TCR , T 。

13、SR ?静止无功补偿器静止无功补偿器 (SVC), 静止无功发静止无功发 生器生器(SVG), 静止无静止无 功系统功系统(SVS) ， 晶闸 ， 晶闸 管控制的电抗器管控制的电抗器 (TCR), 晶闸管投切晶闸管投切 电容器电容器(TSC)和晶闸和晶闸 管投切电抗器管投切电抗器(TSR) 下 页上 页返 回 l电力传电力传 输的柔性输的柔性 在电力传输系统的不同变化或在电力传输系统的不同变化或 不同运行条件下 ， 输电系统的不同运行条件下 ， 输电系统的 自适应能力 ， 以及在此条件下自适应能力 ， 以及在此条件下 维持足够稳态和瞬态稳定裕量维持足够稳态和瞬态稳定裕量 的能力 。
的能力 。
l柔性交流柔性交流 输电系统 。

14、输电系统 以电力电子器件或其它静止控以电力电子器件或其它静止控 制器来增强可控性和增大电力制器来增强可控性和增大电力 传输能力的交流输电系统 。
传输能力的交流输电系统 。
下 页上 页返 回 lFACTS 控制器控制器 用来控制一个或多个交流传输用来控制一个或多个交流传输 系统参数的电力电子器件构成系统参数的电力电子器件构成 的系统或其它静止装置 。
的系统或其它静止装置 。
下 页上 页返 回 1.9.2 并联型控制器并联型控制器 静止同静止同 步补偿器步补偿器 起静止无功补偿器作起静止无功补偿器作 用的一种静止同步发用的一种静止同步发 生器 ， 它并联在系统生器 ， 它并联在系统 上 ， 可控制其容性或上 ， 可控 。

15、制其容性或 感性输出电流 ， 且控感性输出电流 ， 且控 制与系统电压无关 。
制与系统电压无关 。
+ +- - 下 页上 页返 回 静止同静止同 步发生器步发生器 一种静止自换相电力变流器 ， 它一种静止自换相电力变流器 ， 它 由一个适当的电源提供电能 ， 并由一个适当的电源提供电能 ， 并 能产生一组幅值可调的多相交流能产生一组幅值可调的多相交流 输出电压 ， 这种变流器可与交流输出电压 ， 这种变流器可与交流 系统连接 ， 以达到独立交换可控系统连接 ， 以达到独立交换可控 的有功和无功功率的目的 。
的有功和无功功率的目的 。
下 页上 页返 回 电池储能系统电池储能系统 一种带有化学储能系统的一种带有化学储能系统的 并联式电压型变 。

16、流器 ， 该并联式电压型变流器 ， 该 变流器可快速调节提供给变流器可快速调节提供给 交流系统或从交流系统吸交流系统或从交流系统吸 取的电能 。
取的电能 。
接口接口 储能设备储能设备 - -+ 下 页上 页返 回 超导磁超导磁 能存储器能存储器 一种含有电力电子变流器的超导一种含有电力电子变流器的超导 电磁储能装置 ， 它可快速输出或电磁储能装置 ， 它可快速输出或 吸收有功或无功功率 ， 或者在交吸收有功或无功功率 ， 或者在交 流系统中能动态地控制潮流 。
流系统中能动态地控制潮流 。
静止无静止无 功补偿器功补偿器 一种并联联接的静止无功发生器一种并联联接的静止无功发生器 或吸收器 ， 它的输出电流可调节或吸收器 ， 它的输出 。

17、电流可调节 为容性或感性 ， 以便保持或控制为容性或感性 ， 以便保持或控制 电力系统的一些特定参数（典型电力系统的一些特定参数（典型 参数一般为母线电压） 。
参数一般为母线电压） 。
下 页上 页返 回 TSC滤波器滤波器TCR , TSR 晶闸管控制的电抗器晶闸管控制的电抗器 一种并联联接的晶闸一种并联联接的晶闸 管控制的电感 ， 其有管控制的电感 ， 其有 效电抗值由晶闸管以效电抗值由晶闸管以 不断变化的部分导通不断变化的部分导通 方式来控制 。
方式来控制 。
下 页上 页返 回 TSC滤波器滤波器TCR , TSR 晶闸管投切电抗器晶闸管投切电抗器 一种并联联接的晶闸一种并联联接的晶闸 管切投电感 ， 其有效管切 。

18、投电感 ， 其有效 电抗由晶闸管以全部电抗由晶闸管以全部 导通或零导通的跳变导通或零导通的跳变 方式来控制 。
方式来控制 。
下 页上 页返 回 TSC滤波器滤波器TCR , TSR 晶闸管投切电容器晶闸管投切电容器 一种并联联接的晶闸一种并联联接的晶闸 管投切电容器 ， 其有管投切电容器 ， 其有 效电抗由晶闸管以全效电抗由晶闸管以全 部导通或零导通的阶部导通或零导通的阶 跃变化方式来控制 。
跃变化方式来控制 。
下 页上 页返 回 静止无静止无 功发生器功发生器 或吸收器或吸收器 一种静止型电气装置、设备或系一种静止型电气装置、设备或系 统 ， 它可从电力系统吸收可控的统 ， 它可从电力系统吸收可控的 容性和容性和/ 。

19、 /或感性电流 ， 或是发出或或感性电流 ， 或是发出或 吸收无功功率 。
通常它是由并联吸收无功功率 。
通常它是由并联 联接的晶闸管控制电抗器（组）联接的晶闸管控制电抗器（组） 和晶闸管投切电容器组构成 。
和晶闸管投切电容器组构成 。
静止无静止无 功系统功系统 由各种静止和机械开关组成的无由各种静止和机械开关组成的无 功补偿器 ， 其输出可相互协调配功补偿器 ， 其输出可相互协调配 合 。
合 。
下 页上 页返 回 晶闸管控制的制动电阻晶闸管控制的制动电阻 一种并联联接的晶闸管投一种并联联接的晶闸管投 切电阻器 ， 用于增强电力切电阻器 ， 用于增强电力 系统的稳定性控制 ， 当系系统的稳定性控制 ， 当系 统出现扰动时能减小发电统出 。

20、现扰动时能减小发电 机组的加速功率 。
机组的加速功率 。
下 页上 页返 回 1.9.3 串联型控制器串联型控制器 静止同步串静止同步串 联补偿器联补偿器 一种静止型无外部电能支一种静止型无外部电能支 撑的串联同步补偿器 ， 其撑的串联同步补偿器 ， 其 输出电压与线路电流矢量输出电压与线路电流矢量 正交 ， 且输出电压的控制正交 ， 且输出电压的控制 与线路电流无关 ， 能实现与线路电流无关 ， 能实现 增加或减小整条线路阻抗增加或减小整条线路阻抗 上的电抗性电压降 ， 从而上的电抗性电压降 ， 从而 达到控制传输功率的目的 。
达到控制传输功率的目的 。
线路线路 + +- 下 页上 页返 回 SSSC亦可包括瞬态额亦可包括瞬态额 。

21、 定储能或能量吸收设定储能或能量吸收设 备 ， 通过附加的瞬态备 ， 通过附加的瞬态 有功功率的补偿 ， 能有功功率的补偿 ， 能 增强电力系统的动态增强电力系统的动态 性能 ， 并可短暂性的性能 ， 并可短暂性的 增大或减小整个传输增大或减小整个传输 线路有功（电阻性的）线路有功（电阻性的） 电压降 。
电压降 。
线路线路 + +- 线路线路 接口电路接口电路 储能设备储能设备 + +- 线间潮流控制器线间潮流控制器 由两个或多个静止同步串联补偿器组成的控制器 ， 由两个或多个静止同步串联补偿器组成的控制器 ，它们的直流侧互联在一起 ， 以利于每条线路的有它们的直流侧互联在一起 ， 以利于每条线路的有 功功率在不同功功率在不同SS 。

22、SC的交流端子之间双向流动 ， 各的交流端子之间双向流动 ， 各 SSSC能独立地提供无功补偿、调节每条线路上的能独立地提供无功补偿、调节每条线路上的 有功功率潮流 ， 并维持所希望的潮流分布 ， 或者有功功率潮流 ， 并维持所希望的潮流分布 ， 或者 能控制各线路间的无功功率潮流 。
能控制各线路间的无功功率潮流 。
直流连接直流连接 下 页上 页返 回 晶闸管控制晶闸管控制 的串联电容的串联电容 一种容性电抗补偿器 ， 一种容性电抗补偿器 ，它由串联电容器组与它由串联电容器组与 晶闸管控制的电抗器晶闸管控制的电抗器 并联组成 ， 以提供平并联组成 ， 以提供平 滑变化的容性串联电滑变化的容性串联电 抗 。
抗 。
线路线路 下 页上 页 。

23、返 回 晶闸管控制晶闸管控制 的串联电抗器的串联电抗器 一种感抗补偿器 ， 由一种感抗补偿器 ， 由 串联电抗器与晶闸管串联电抗器与晶闸管 控制的电抗器并联组控制的电抗器并联组 成 ， 以得到平滑变化成 ， 以得到平滑变化 的串联感性电抗 。
的串联感性电抗 。
线路线路 晶闸管投切晶闸管投切 串联电容器串联电容器 一种容抗补偿器 ， 由串联一种容抗补偿器 ， 由串联 电容器组与晶闸管投切电电容器组与晶闸管投切电 抗器并联组成 ， 以提供串抗器并联组成 ， 以提供串 联容抗的分段控制 。
联容抗的分段控制 。
晶闸管投切晶闸管投切 串联电抗器串联电抗器 一种感抗补偿器 ， 由串联一种感抗补偿器 ， 由串联 电抗器与晶闸管控制电抗电抗器与晶闸管控 。

24、制电抗 器并联组成 ， 以得到串联器并联组成 ， 以得到串联 感抗的分段控制 。
感抗的分段控制 。
线路线路 线路线路 下 页上 页返 回 1.9.4 串并联组合型控制器串并联组合型控制器 线间潮流控制器线间潮流控制器 将静止同步补偿器将静止同步补偿器(STATCOM)和静止同步串联补偿和静止同步串联补偿 器器(SSSC)的直流侧连接在一起的组合装置 。
它容许的直流侧连接在一起的组合装置 。
它容许 有功功率在有功功率在SSSC的串联输出端和的串联输出端和STATCOM的并联的并联 输出端之间双向流动 。
在没有外部储能的条件下 ， 输出端之间双向流动 。
在没有外部储能的条件下 ，能提供串联线路有功和无功电流补偿 。
通过注 。

25、入相能提供串联线路有功和无功电流补偿 。
通过注入相 角没有限制的串联电压 ， 角没有限制的串联电压 ， UPFC可同时或有选择地控可同时或有选择地控 制传输线路的电压、阻抗和传输角 ， 还可以有选择制传输线路的电压、阻抗和传输角 ， 还可以有选择 地控制线路上的有功和无功功率潮流 。
地控制线路上的有功和无功功率潮流 。
UPFC也可独也可独 立地提供可控并联无功补偿 。
立地提供可控并联无功补偿 。
下 页上 页返 回 + +- - 线路线路 + +- STATCOM SSSC 直流连接直流连接 下 页上 页返 回 三相线路三相线路晶闸管控制的移晶闸管控制的移 相变压器相变压器 通过晶闸管投切进行通过晶闸管投切进行 调节的 。

26、移相变压器 ， 调节的移相变压器 ，它能提供快速可变的它能提供快速可变的 相角 。
相角 。
下 页上 页返 回 相间功率控制器相间功率控制器 一种串联联接的有功和无功功率控制器 ， 在每一相一种串联联接的有功和无功功率控制器 ， 在每一相 中包含感性和容性支路 ， 且各支路分别对应各自的中包含感性和容性支路 ， 且各支路分别对应各自的 相移电压 。
利用机械或电力电子开关调节相移位置相移电压 。
利用机械或电力电子开关调节相移位置 和和/ /或支路阻抗 ， 可独立地设置线路上的有功和无功或支路阻抗 ， 可独立地设置线路上的有功和无功 功率 。
在特定情况下 ， 当感性和容性阻抗形成共轭功率 。
在特定情况下 ， 当感性和容性阻抗形成共轭 关系时 ， 关 。

27、系时 ， IPC就成为由其它端子上电压控制的无源电就成为由其它端子上电压控制的无源电 流源 。
流源 。
下 页上 页返 回 1.9.5 其它控制器其它控制器 晶闸管控制的电压限幅器晶闸管控制的电压限幅器 一种由晶闸管投切的金属氧化物一种由晶闸管投切的金属氧化物 变阻器变阻器(MOV) ， 在瞬态条件下能 ， 在瞬态条件下能 限制该变阻器两端的电压 。
限制该变阻器两端的电压 。
下 页上 页返 回 晶闸管控制的晶闸管控制的 电压调节器电压调节器 晶闸管控制的变压器 ， 晶闸管控制的变压器 ，可持续控制变化的被控可持续控制变化的被控 相的电压 。
相的电压 。
下 页上 页返 回 1.9.6 FACTS的发展历史与应用简介的发 。

28、展历史与应用简介 4FACTS的概念之前 ， 已出现一些电力电子控制器的概念之前 ， 已出现一些电力电子控制器 了 ， 它们现都已融入了 ， 它们现都已融入FACTS技术行列之中 。
技术行列之中 。
4第一个串联型控制器 ， 次同步振荡阻尼器是一个第一个串联型控制器 ， 次同步振荡阻尼器是一个 小功率的串联电容阻抗控制器 。
小功率的串联电容阻抗控制器 。
41995年在沙利文电站建成的年在沙利文电站建成的StatCom ， 是美国历 ， 是美国历 史上第一个采用史上第一个采用GTO的大型的大型FACTS装置 ， 它是装置 ， 它是 FACTS发展史上的一个重要里程碑 。
发展史上的一个重要里程碑 。
4近十多年来近十多年来FACTS的应用得到了长 。

29、足地发展 。
的应用得到了长足地发展 。
下 页上 页返 回 日本关西电力犬山开关站日本关西电力犬山开关站 1991 80MVA SVG 或或 StatCom 装置种类装置种类 应用单位应用单位 投入年度投入年度 容量容量 日本东京电力新信浓变电站日本东京电力新信浓变电站 1992 50MVA 美国田纳西州沙利文电站美国田纳西州沙利文电站 1995 100MVA 美国肯塔基州艾内兹电站美国肯塔基州艾内兹电站 1997 160MVA 英国白金汉郡克莱登电站英国白金汉郡克莱登电站 1997 75MVA 丹麦瑞赖斯比丹麦瑞赖斯比/海德海德(配电配电) 1998 8MVA 美国华盛顿州西雅图钢铁公司美国华盛 。

30、顿州西雅图钢铁公司 20005MVA 德克萨斯某一电弧炉补偿德克萨斯某一电弧炉补偿 199880MVA 河南电力局河南电力局* 199920MVA 美国墨西哥交界美国墨西哥交界 2000 36MVA 美国埃塞克斯电站美国埃塞克斯电站 2001 133/40MVA 美国纽约奥克代尔电站美国纽约奥克代尔电站 2002200MVA 美国特勒嘎电站美国特勒嘎电站 2002100MVA 几个主要实用化的几个主要实用化的FACTSFACTS装置装置 下 页上 页返 回 美国电力公司卡若美国电力公司卡若 瓦河瓦河/西弗吉尼亚西弗吉尼亚 1991 345kV系统 ， 线路阻抗补偿系统 ， 线路阻抗补偿 从从060% ，。

【柔性|柔性交流输电系统概论PPT优秀课件】31、晶闸管控制分 ， 晶闸管控制分 相组合的串联电容器相组合的串联电容器 TSSC 装置种类装置种类 应用单位应用单位 投入年度投入年度 容量容量 美国西部电力局凯美国西部电力局凯 恩塔恩塔/亚利桑那亚利桑那 1992 500kV系统 ， 系统 ， 267MVA TCSC 美国邦维尔电力局美国邦维尔电力局 斯莱特电站斯莱特电站 1993 巴西因佩拉特里斯电站巴西因佩拉特里斯电站 1999 230kV系统 ， 系统 ， 50MVA UPFC 1998 SSSC 138kV, 160MVA;
StatCom 160MVA;
GTO 6kV/4kA 美国肯塔基州电力美国肯塔基州电力 公司艾内兹电站公司艾内兹电站 下 页上。

32、页返 回 澳大利亚黑墙电站澳大利亚黑墙电站 约约1999 300MVA SVC或或 RSVC 装置种类装置种类 应用单位应用单位 投入年度投入年度 容量容量 200MVA StatCom ，200MVA SSSC 100MVA StatCom, 100MVA SSSC 两个两个100MVA逆变器逆变器 两个两个100MVA IPFC运行运行 CSC 美国纽约马西山美国纽约马西山 电站电站 2003 澳大利亚布雷马电站澳大利亚布雷马电站 约约1999 230MVA 美国纽约奥克美国纽约奥克 代尔电站代尔电站 2001 200MVA StatCom ，135MVA电容器组电容器组 下 页上 页返。

33、回 1.10 FACTS技术的优势技术的优势 按照要求控制潮流 。
按照要求控制潮流 。
增加线路的负荷容量 ， 使其发挥到热容规定的数增加线路的负荷容量 ， 使其发挥到热容规定的数 值 ， 其中包括短期的和季节性的要求 。
值 ， 其中包括短期的和季节性的要求 。
通过提高瞬态稳定性限制、约束短路电流和过负通过提高瞬态稳定性限制、约束短路电流和过负 荷、处理好级联负荷拥塞瓶颈 ， 以及抑制系统和荷、处理好级联负荷拥塞瓶颈 ， 以及抑制系统和 发电机的电磁振荡等措施来增强系统的安全性 。
发电机的电磁振荡等措施来增强系统的安全性 。
下 页上 页返 回 与邻近区域和邻近用户之间建立起安全连接的纽与邻近区域和邻近用户之间建立起安全连接的 。

34、纽 带 ， 减少双方整体备用发电机组的需求 。
带 ， 减少双方整体备用发电机组的需求 。
在确定新的发电机组安装地点时具有更大的灵活在确定新的发电机组安装地点时具有更大的灵活 性 。
性 。
线路得到升级 。
线路得到升级 。
减少无功功率潮流 ， 使线路能够传输更多的有功减少无功功率潮流 ， 使线路能够传输更多的有功 功率 。
功率 。
降低环流 。
降低环流 。
将发电机的运行成本降到最低 ， 提高了发电站的将发电机的运行成本降到最低 ， 提高了发电站的 利用率 。
利用率 。
下 页上 页返 回 各种控制器的控制特征各种控制器的控制特征 序号序号 FACTS 控制器控制器 控制特征控制特征 静止同步补偿器静止同步补偿器 (STATCOM 无储能 。

35、电源无储能电源) 电压控制、无功补偿、阻尼振荡、电压控制、无功补偿、阻尼振荡、 电压稳定性电压稳定性 静止同步补偿器静止同步补偿器(STATCOM 有储能电源有储能电源 BESS、SMES、 大容量电容器大容量电容器) 电压控制、无功补偿、阻尼振荡、电压控制、无功补偿、阻尼振荡、 暂态、动态稳定性、电压稳定性、暂态、动态稳定性、电压稳定性、 自动增益控制自动增益控制 电压控制、无功补偿、阻尼振荡、电压控制、无功补偿、阻尼振荡、 电压稳定性、暂态和动态稳定性电压稳定性、暂态和动态稳定性 静止无功补偿器（静止无功补偿器（SVC、 TCR、TSC、TSR） 阻尼振荡、暂态和动态稳定性阻尼振荡、暂态和 。

36、动态稳定性 晶闸管控制的制动电阻器晶闸管控制的制动电阻器 （TCBR） 2 1 3 4 下 页上 页返 回 静止同步串联补偿器静止同步串联补偿器 （SSSC 无储能电源）无储能电源） 电流控制、阻尼振荡、暂态和动态稳电流控制、阻尼振荡、暂态和动态稳 定性、电压稳定性、故障电流限制定性、电压稳定性、故障电流限制 静止同步串联补偿器静止同步串联补偿器 （SSSC 有储能电源）有储能电源） 电流控制、阻尼振荡、暂态和动电流控制、阻尼振荡、暂态和动 态稳定性、电压稳定性态稳定性、电压稳定性 电流控制、阻尼振荡、暂态和动态稳电流控制、阻尼振荡、暂态和动态稳 定性、电压稳定性、故障电流限制定性、电压稳定性 。

37、、故障电流限制 晶闸管控制的串联电容晶闸管控制的串联电容 器（器（TCSC、TSSC） 电流控制、阻尼振荡、暂态和动态稳电流控制、阻尼振荡、暂态和动态稳 定性、电压稳定性、故障电流限制定性、电压稳定性、故障电流限制 晶闸管控制的串联电抗晶闸管控制的串联电抗 器（器（TCSR、TSSR） 6 5 7 8 晶闸管控制的移相变压晶闸管控制的移相变压 器器(TCPST 或或 TCPR) 有功功率控制、阻尼振荡、暂态有功功率控制、阻尼振荡、暂态 和动态稳定性、电压稳定性和动态稳定性、电压稳定性 9 下 页上 页返 回 统一潮流控制器统一潮流控制器 （UPFC） 有功和无功功率控制器、电压控制、有功和无功 。

38、功率控制器、电压控制、 无功补偿、阻尼振荡、暂态和动态稳无功补偿、阻尼振荡、暂态和动态稳 定性、电压稳定性、故障电流限制定性、电压稳定性、故障电流限制 暂态和动态电压限制暂态和动态电压限制 晶闸管控制的电压限晶闸管控制的电压限 制器制器(TCVL) 无功功率控制、电压控制、阻尼振荡、无功功率控制、电压控制、阻尼振荡、 暂态和动态稳定性、电压稳定性暂态和动态稳定性、电压稳定性 晶闸管控制的电压调晶闸管控制的电压调 节器节器(TCVR) 10 11 12 线间潮流控制器线间潮流控制器(IPFC) 无功功率控制、电压控制、阻尼振荡、无功功率控制、电压控制、阻尼振荡、 暂态和动态稳定性、电压稳定性暂态 。

39、和动态稳定性、电压稳定性 13 下 页上 页返 回 1.11 高压直流输电（高压直流输电（HVDC）与）与 FACTS的前景的前景 HVDC工程项目工程项目 长距离架长距离架 空线传输空线传输 水下电缆水下电缆 连接不同或连接不同或 不兼容频率不兼容频率 的交流系统的交流系统 地下传输地下传输 下 页上 页返 回 FACTS在交流系统中的特点在交流系统中的特点 母线节点之间运行稳态相角合理母线节点之间运行稳态相角合理。
用用FACTS解决方案的费用要比解决方案的费用要比HVDC的解决方案的解决方案 的费用低的费用低。
所需要的所需要的FACTS控制器容量要远小于额定传输容控制器容量要远小于 。

40、额定传输容 量量。
下 页上 页返 回 HVDC和和FACTS的基本特征和比较的基本特征和比较 类型类型 图示图示 特点特点 HVDC 独立频率和独立控制独立频率和独立控制 线路损耗低线路损耗低 功率、电压、稳定控制功率、电压、稳定控制 功率、电压、稳定控制功率、电压、稳定控制 FACTS 安装费用（单位：百万美元安装费用（单位：百万美元$） 传输吞吐量（传输吞吐量（MW） HVDC费用（两端合计）费用（两端合计） FACTS费用费用 200 500 1000 2000 4050 75100 120170 200300 510 1020 2030 3050 上 页返 回 个人观点供参考 ， 欢迎讨论 。

稿源：(未知)

【傻大方】网址：/a/2021/0801/0023374209.html

标题：柔性|柔性交流输电系统概论PPT优秀课件