柔性交流输电系统

综合电力电子技术、微处理和微电子技术、通信技术和控制技术而形成的用于灵活快速控制交流输电的新技术

柔性交流输电系统（FACTS）的英文表达为：Flexible Alternative Current Transmission Systems，是综合电力电子技术、微处理和微电子技术、通信技术和控制技术而形成的用于灵活快速控制交流输电的新技术。

基本介绍

上世纪八十年代中期，美国电力科学研究院（EPRI）N.G.Hingorani博士首次提出FACTS概念：应用大功率、高性能的电力电子元件制成可控的有功或无功电源以及电网的一次设备等，以实现对输电系统的电压、阻抗、相位角、功率、潮流等的灵活控制，将原基本不可控的电网变得可以全面控制，从而大大提高电力系统的灵活性和稳定性，使得现有输电线路的输送能力大大提高。

FACTS技术，也即技术系统应用技术及其控制器技术，已被国内外一些权威的电力工作者确定为“未来输电系统新时代的三项支持技术之一”。这三项支持技术指的是：柔性输电技术、先进的控制中心技术和综合自动化技术。

柔性交流输电系统能够增强交流电网的稳定性并降低电力传输的成本。该技术通过为电网提供感应或无功功率从而提高输电质量和效率。作为世界领先的供应商，西门子的多种柔性交流输电系统已经在全球的多个项目中成功应用。

串联补偿（SC）串联补偿系统通过提高输电系统的稳定性，从而提高输电系统的输电量。串联补偿应用包括了定额串联补偿，晶闸管控制型串联补偿TCSC，晶闸管保护型串联补偿TPSC。

静止无功补偿器（SVC）是一种采用与输电网络并联以实现动态的感应或无功功率补偿。其主要作用是控制输电线路和系统结点上的电压质量和无功功率。

创新的SVC PLUS是一种最经济的、最节约空间和灵活的无功功率补偿系统，采用箱式结构。其基于多级环流器技术（VSC），能够提高输电系的可靠性和电能质量。

机械开关电容器（MSC/MSCDN）是稳定状态下控制电压和稳定网络的有效的解决方案。包含阻尼网络功能的MSCDN是MSC的升级解决方案，能够使高压系统避免共振现象的发生。

技术特性

柔性交流输电系统的主要决议有如下几点：

①能在较大范围有效地控制潮流；

②线路的输送能力可增大至接近导线的热极限，例如：一条500kV线路的安全送电极限为1000~2000MW，线路的热极限为3000MW，采用FACTS技术后，可使输送能力提高50%~100%；

③备用发电机组容量可从典型的18%减少到15%，甚至更少；

④电网和设备故障的危害可得到限制，防止线路串级跳闸，以避免事故扩大；

⑤易阻尼消除电力系统振荡，提高系统的稳定性。

市场前景

目前，在我国部分高等院校、电力生产和设计部门及一些电气设备制造厂家都已开始FACTSA技术方面的规划和研究试制工作。如在静止无功补偿器（SVC）、静止无功发生器（SVG）、统一潮流控制器（UPFC）和可控串联电容补偿器（TCSC）等方面均已有较深入的研究。具体的研究进展如下：①国内5个省电力系统已有5参加者SVC在500kV电网运行，效果良好；②电力部电力科学研究院、东北电业管理局及清华大学等单位合作研制500kV的TCSC装置；③清华大学与河南省电力局联合研制我国首台用于220kV电网的±20Mvar STATCOM (ASVG)，以便提高其控制功率和控制电压能力，并提高其稳定性；④哈尔滨工业大学和清华大学正联合进行UPFC物理模型研究工作。

图书

内容简介

柔性交流输电系统（FACTS）是电力电子技术在电力系统中应用的一个重要方面，它已出现在电能的生产、传输和使用的各个领域。大量的电力电子器件不仅提供了高速、可靠和先进的开关技术，更为重要的是，借助于这些基于电力电子器件且具有革新概念的电力产品所提供的大量机会，使得电能的生产、传输和使用的质量得到了有力的提高。本书以Narain G.Hingorani和Laszlo Gyugyi两位著名学者合作编写的著作为基础，增加了麻省理工学院最新的相关教案，同时还收集了国内外最新的有关研究资料以及作者本人在该领域的相关研究内容。书中详细介绍了基于电压型和电流型逆变器的工作原理和实现方法，对具体的主要FACTS装置的电路原理和工作特性都进行了分析和说明，比如SVC、STATCOM、GCSC、TSSC、TCSC、SSSC、TCVR、TCPAR、UPFC以及IPFC等，同时介绍了FACTS技术在智能电网中的应用。书中所给出的有关特性、结论和原理，反映了FACTS发展的最新研究内容。

本书可作为电气工程及其自动化专业、自动化专业和其他相近专业高年级的选修教科书，也可作为这些专业的研究生选用教材，对从事电力行业的广大工程技术人员也是一本很好的参考书。

第1章柔性交流输电系统的基本概念

第2章电网络理论的基本概念

第3章电压型变流器

第4章电流型自换相与线性换相变流器

第5章静止并联补偿

第6章静止串联补偿器GCSC、TSSC、TCSC和SSSC

第7章静止电压、相位角调节器：TCVR和TCPAR

第8章组合型补偿器：统一潮流控制器和线间潮流控制器

第9章 FACTS技术在智能电网中的应用

第10章磁介质的电磁特性及损耗

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