柔性交流输电系统应用技术

柔性交流输电技术，由美国电力专家N.G. Hingorani于1986年提出，并定义为"除了直流输电之外所有将电力电子技术用于输电的实际应用技术"。

柔性交流输电系统的提出与发展，一方面与电力电子技术的飞跃发展有关，另一方面，也与当时美国的国情有关。在美国，由于电网转售电力的日益增加，使得输电系统中潮流分布十分不合理，加重了输变电设备与线路的负担，使输电容量的储备日益减少。

另外，由于环境保护等因素，建设新的高压输电线路的造价大大提高，并且十分困难。这样，就向电力工作者们提出了一个挑战性的课题:如何更有效地利用现有输电网络、在不降低电力系统运行可靠性的前提下，大大提高线路的输送能力。柔性交流输电系统也就应运而生了。

目前，柔性交流输电技术是美国电力科学研究院所倡导的研究方向。世界上许多国家的电力公司和电力设备制造厂家也不甘落后，正在投入巨资研究和开发柔性交流输电及其相应设备。

其主要内容是在输电系统的主要部位，采用具有单独或综合功能的电力电子装置，对输电系统的主要参数(如电压、相位差、电抗等)进行灵活快速的适时控制，以期实现输送功率合理分配，降低功率损耗和发电成本，大幅度提高系统稳定和可靠性。

可归纳为:①较大范围地控制潮流;②保证输电线输电容量接近热稳定极限;③在控制区域内可以传输更多的功率，减少发电机的热备用;④依靠限制短路和设备故障的影响防止线路串级跳闸;⑤阻尼电力系统振荡。

柔性交流输电系统的设备可分为串联补偿装置、并联补偿装置和综合控制装置。

串联补偿装置，如晶闸管控制串联电容器(TCSC)、晶闸管控制串联电抗器(TCSR)，静止同步串联补偿器(SSSC)等，主要用于改变系统的有功潮流分布，提高系统的输送容量和暂态稳定性等;

并联补偿装置，如静止无功补偿器(svC)，晶闸管控制制动电阻器(TCBR)、静止同步补偿器(STATCOM)等，主要用于改善系统的无功分布，进行电压调整和提高系统电压稳定性等;

综合控制装置，如统一潮流控制器(UPFC)等，综合了串、并联补偿的功能和特点，是实现电力网络控制潮流，阻尼振荡，提高系统稳定性等多种功能的得力措施。

目前已成功应用或正在开发研究的FACTS装置有十几种，如静止无功补偿器、静止调相器、超导蓄能器、固态断路器、可控串联电容补偿等。国内自主成套设计和制造的静止无功补偿器、静止调相器和可控串联电容补偿已在电网中挂网运行。

柔性交流输电技术能有效提高交流系统的安全稳定性。可以满足电力系统长距离、大功率、安全稳定输送电力的要求，柔性交流输电技术从根本上改变了交流电网过去基本上只依靠缓慢、间断以及不精确设备进行机械控制的局面，为交流输电网提供了控制快速、连续和精确的控制手段以及输送优化潮流功率的能力，保证了系统稳定性，有助于在事故发生时防止连续反应造成的大面积停电。

柔性交流输电技术的经济性很好。首先，它完全能与原输电方式协调，无机械磨损，控制信号功率小、控制灵活性高，能快速、平滑调节，可灵活、方便、迅速地改变系统潮流分布，提高系统的稳定性。其次，采用柔性交流输电技术的线路，输送能力可增大到接近导线的热极限，提高了送电线路的利用率。再次，柔性交流输电技术能够提高联络线的输电能力，减少发电机备用容量。最后，采用柔性交流输电技术，电网和设备故障的影响可以得到有效的控制，防止事故扩大，减轻系统事故的影响。