FACTS技術(shù)在智能電網(wǎng)的應用

　FACTS 技術(shù)概述

FACTS 技術(shù)是指以電力電子設備為基礎，結合現代控制技術(shù)來(lái)實(shí)現對原有交流輸電系統參數及
網(wǎng)絡(luò )結構的快速靈活控制，從而達到大幅提高線(xiàn)路的輸送能力和增強系統穩定性、可靠性的目的。隨著(zhù)電力電子器件的發(fā)展，FACTS 技術(shù)已從原有的基于半控器件的靜止無(wú)功補償器(static var compen-sator，SVC)、可控串補(thyristor controlled series compensator，TCSC)技術(shù)發(fā)展到現在的基于可關(guān)斷器件的靜止同步補償器(static synchronous compensator， STATCOM)、統一潮流控制器(unified power flow controller，UPFC)等技術(shù)。

我國能源的資源與需求呈逆向分布，客觀(guān)上需要實(shí)現能源的大范圍轉移，這就需要大幅提高線(xiàn)路
的輸送能力；同時(shí)需要解決由此而帶來(lái)的潮流調控、系統振蕩、電壓不穩定等問(wèn)題。而FACTS 技術(shù)以其快速的控制調節能力及其與現有系統良好的兼容能力，為其在我國的研究和應用提供了廣闊的空間。

SVC 技術(shù)在智能電網(wǎng)的應用

SVC 是一種典型的靈活交流輸電裝置，其主要作用如下：調節系統電壓，保持電壓穩定；控制無(wú)
功潮流，增加輸送能力；為直流換流器提供無(wú)功功率；提高系統的靜態(tài)和暫態(tài)穩定性；加強對系統低
頻振蕩的阻尼。它是解決我國電網(wǎng)輸電瓶頸的一個(gè)重要技術(shù)手段。

我國20 世紀80 年代從國外引進(jìn)了6 套SVC 裝備電網(wǎng)，2004 年在國家電網(wǎng)公司主持下，由中國電力科學(xué)研究院自主研發(fā)的遼寧鞍山紅一變100 Mvar SVC 示范工程順利投運，標志著(zhù)我國完全掌握了SVC 的系統設計制造技術(shù)。隨后，川渝電網(wǎng)3 套SVC 裝置的順利投運標志著(zhù)SVC 在我國電力系統中的推廣應用。

SVC 具有無(wú)功補償和潮流優(yōu)化功能，能夠提高電網(wǎng)的輸電能力和電能輸送效率、改善電網(wǎng)的安全穩定性和電能質(zhì)量，并且適用于各等級電網(wǎng)。SVC 為我國電網(wǎng)向著(zhù)堅強、安全、智能化發(fā)展發(fā)揮了重要作用。截至2009 年，我國電網(wǎng)總計投運近20 套SVC，單套最大容量達180 Mvar，發(fā)揮了巨大的社會(huì )經(jīng)濟效益，僅紅一變SVC 一項就年節約電能25.976 GW•h，年增收節支總和達1149 千萬(wàn)元。

TCSC 技術(shù)在智能電網(wǎng)的應用

可控串補技術(shù)是在常規串補技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種靈活交流輸電技術(shù)，主要由晶閘管閥、金屬氧化物限壓器(metal oxide varistor，MOV)、電容器組和阻尼器構成。它不僅可以提高現有線(xiàn)路的輸送能力，提高系統穩定性，還可以有效阻尼系統低頻振蕩、抑制次同步諧振、優(yōu)化系統運行方式和降低輸
電損耗。

我國自20 世紀90 年代開(kāi)始系統地研究可控串補技術(shù)，并于2004 年底建成投運我國第一個(gè)國產(chǎn)化TCSC工程——甘肅碧成220 kV可控串補工程，使我國成為世界上第4 個(gè)完全掌握可控串補設計制造技術(shù)的國家，2007 年10 月伊馮500 kV 可控串補投運，這是目前世界上容量最大、額定電壓最高的可控串補裝置。

以可控串補技術(shù)為代表的靈活交流輸電技術(shù)，代表世界先進(jìn)輸電技術(shù)的發(fā)展方向，它利用先進(jìn)電力電子技術(shù)提高電網(wǎng)輸電能力、提升電網(wǎng)安全穩定水平，適用于超/特高壓各等級電網(wǎng)，有力推動(dòng)了我國交流輸電技術(shù)的創(chuàng )新進(jìn)程和產(chǎn)業(yè)升級。截至2008 年底，我國自主研發(fā)的串補裝置已在國內外25 條輸電線(xiàn)路上應用33 套，總容量已超過(guò)10.870 Gvar，因采用該技術(shù)節省投資約40 億元、節省線(xiàn)路走廊3 200 km。

其他FACTS 技術(shù)在智能電網(wǎng)的應用

隨著(zhù)我國電網(wǎng)規模的不斷擴大，出現了一些新問(wèn)題，如系統短路電流超標、超/特高壓線(xiàn)路容性充電功率較高等，同時(shí)基于全控型器件FACTS 裝置的進(jìn)步，客觀(guān)促進(jìn)了FACTS 技術(shù)在我國的進(jìn)一步應用。2006 年，我國第一套50 Mvar 鏈式STATCOM在上海投運。我國自主研發(fā)的首套500 kV 分級可控并聯(lián)電抗器(stepped control shunt reactor，SCSR)和首套500 kV 磁控并聯(lián)電抗器(magnetically control shunt reactor，MCSR)分別于2006 年9 月在山西忻都開(kāi)關(guān)站、2007 年9 月在湖北江陵換流站投運成功。故障電流限制器現在也已完成樣機研制工作。

FACTS 技術(shù)的發(fā)展方向

隨著(zhù)特高壓戰略和智能電網(wǎng)的實(shí)施和推進(jìn)，必然會(huì )有更多的FACTS 設備投入運行，未來(lái)5 年我國FACTS 發(fā)展主要集中在以下幾個(gè)方向：1）750 kV/1 000 kV 可控串補技術(shù)的研究和應用；2）750 kV/1 000 kV 可控高抗技術(shù)的研究和應用；3）靜止同步串聯(lián)補償器(static synchronous series compensator，SSSC)關(guān)鍵技術(shù)研究；4）UPFC 關(guān)鍵技術(shù)研究； 5 ） 基于廣域測量系統(wide area measurement system，WAMS)的多FACTS 協(xié)調控制技術(shù)研究。