交流输配电01-引论

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1、灵活交流输电技术引论曲正伟主讲教师：曲正伟，讲师，2000年7月获燕山大学电力系统及其自动化专业学士学位并留校任教，2003年4月获燕山大学电力电子与电力传动硕士学位，2010年1月获清华大学电气工程博士学位。办公室：电气C楼307（后）；Email:ysu_qzw@163.com；电话：13582807857；参考教材：柔性交流输电系统的原理与应用.谢小荣.清华大学出版社.柔性交流输电系统.程汉湘.机械工业出版社.灵活交流输电技术的定义FlexibleAlternativeCurrentTransmissionSystemFACTS灵活的柔性的交流输电系统Flexible柔性交

2、流输电系统1997年，国际电力工程学会（PES）：ACtransmissionsystemsincorporatingpowerelectronic-basedandotherstaticcontrollerstoenhancecontrollabilityandincreasepowertransfercapability.与电力电子器件或其他静止控制器结合的、能提高电力系统可控性和增大电力传输能力的交流输电系统。灵活交流输电技术的定义基于采用现代大功率电力电子技术构成的FACTS控制器，结合先进的控制理论和计算机信息处理技术等，实现对交流输电网运行参数和变量（如电压、相角、阻

3、抗、潮流等）更加快速、连续和频繁的调节，即所谓柔性（或灵活）输电控制，进而达到提高输电系统运行效率、稳定性和可靠性的目的。灵活交流输电的基础是大功率电力电子技术，核心是FACTS控制器，关键是对输电网参数和变量的柔性化控制。灵活交流输电技术的定义现代电力系统的主要特点多种一次能源发电：火电、水电、核电、风力发电、太阳能发电、地热发电。机组容量增大：美国Cumberland电厂，单机容量1300MW的超临界火力机组；中国三峡水电站，单机容量700MW的水电机组。高电压、远距离和大规模互联电网输电：如美加联合电网和西欧联合电网；我国完成东北、华北、华中、华东和南方等5个大区电网的交直

4、流互联。更重视电能质量问题：电压质量、电流质量、功率质量、电源质量、电磁兼容。输电网互联带来的挑战现代电力系统的主要特点自动化水平大大提高：主要针对系统二次侧而言，机组的励磁控制、继电保护、EMS/SCADA、广域测量系统等；电力工业引入市场化机制：厂网分开，竞价上网。面对新的外部环境制约：环境污染、能源产地与利用地区分布不平衡、电力设施占用土地资源；大停电事故带来的灾难性后果：2003年美加联合电网停电，涉及美国8个州和加拿大2个省，直接经济损失达数百亿美元。输电网互联带来的挑战现代电力系统面临的挑战系统规划与资源配置的优化问题：如何充分利用成本较低的发电资源和采用高效率的大型

5、发电机组达到发电成本的最小化；互联电网的协调组织、运行与管理问题：如何利用各地区负荷时间特性上的差异，减小全网负荷峰谷差，实现地区间电力的平衡和经济调度。大系统的动态行为与安全性分析问题；潮流控制问题；改善稳定性以提高传输容量的问题。输电网互联带来的挑战潮流控制的基本概念输电网互联带来的挑战忽略线路损耗输电网互联带来的挑战潮流控制的必要性700MW输电网互联带来的挑战潮流控制的必要性使线路运行在其载流能力范围内；减小环流，实现最优潮流，降低网损；稳定性考虑：不同潮流运行方式下系统的稳定水平是不同的，通过潮流控制，使系统运行于最有利于稳定性的潮流模式下；电力交易市场化的基础，要求对

6、潮流进行精确和灵活的控制。输电网互联带来的挑战潮流控制的方法电力系统的潮流是由电源、负载和网络三者共同决定的。负荷（出去少量负载可采用就地无功或/和有功电源进行可控补偿外），一般是不可控的；大电源的布局是在电网规划过程中确定的，投入运行后主要由系统调度和机组控制来动态调节其输出，能在一定程度上对电网潮流进行控制；分布式发电电源虽然可控性和灵活性较好，但容量较小，对主干电网的潮流控制能力较弱。通常可对输电网进行调节。输电网互联带来的挑战潮流控制的方法增建新的传输线路输电网互联带来的挑战潮流控制的方法串联阻抗补偿（串联电容）输电网互联带来的挑战潮流控制的方法串联阻抗补偿（串联电感）输

7、电网互联带来的挑战潮流控制的方法采用移相器输电网互联带来的挑战潮流控制的方法在线路中间采用并联无功补偿输电网互联带来的挑战潮流控制的方法采用综合潮流控制器（UPFC、IPFC）输电网互联带来的挑战各种潮流控制方法的比较方法控制参数技术经济性增建线路线路等效阻抗投资大，建设周期长，受输电走廊的限制，运行和控制简单，可靠性最高采用串联阻抗补偿器线路等效阻抗投资小，运行和控制相对较复杂采用移相器相角差投资小，运行和控制相对较复杂采用并联补偿器节点电压投资小，运行和控制相对较复杂采用综合