1、高壓直流輸電(HVDC)技術(shù)
高壓直流輸電的應(yīng)用場(chǎng)合歸納以下兩大類：
?、旁诓煌l率的聯(lián)網(wǎng)、因穩(wěn)定問(wèn)題而難以采用交流、遠(yuǎn)距離電纜輸電等，這些技術(shù)上交流輸電難以實(shí)現(xiàn)而只能采用直流輸電的場(chǎng)合。
?、圃诩夹g(shù)上兩種輸電方式均能實(shí)現(xiàn)，但直流比交流的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能好。
自1954年瑞典哥特蘭的世界上第一項(xiàng)高壓直流輸電工程投運(yùn)以來(lái),高壓直流輸電技術(shù)已隨著電力電子技術(shù)的突飛猛進(jìn)而飛速發(fā)展,直流輸電具有輸電容量大、穩(wěn)定性好、控制調(diào)節(jié)靈活等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于遠(yuǎn)距離輸電、海底電纜輸電及不同頻率系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，高壓直流輸電擁有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。已作為高壓交流輸電技術(shù)的有力補(bǔ)充而在全世界廣泛應(yīng)用。我國(guó)幅員遼闊,西電東送、南北互供的電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略
目前全世界眾多直流輸電工程中具有代表性的工程有：
?巴西伊泰普直流輸電工程(ItaipuHVDCtransmissionproject)，世界上已建成投運(yùn)的輸電電壓最高(±750kV)、輸送功率最大(6000MW)的直流輸電工程。
?魁北克—新英格蘭直流輸電工程(Quebec—NewEnglandHVDCtransmissionproject)，世界上最大的多端(5個(gè)換流站)直流輸電工程。
我國(guó)的直流輸電工程發(fā)展迅速，已投入運(yùn)行的大型工程有：
?葛洲壩—上海直流輸電工程(1990年)±500kV，1200MW，1064km。它既是我國(guó)第1條長(zhǎng)距離大容量高壓直流輸電線路,又是區(qū)域電網(wǎng)直流互聯(lián)工程。中國(guó)電力從此進(jìn)入交直流混合輸電的時(shí)代。
?三峽—常州直流輸電工程第1條從三峽左岸至江蘇常州,±500kV，3000MW，890km，第2條從三峽右岸至上海地區(qū),額定容量3GW,額定電壓±500kV,送電距離1000km。
?三峽—廣州直流輸電工程(2004年)±500kV，3000MW，962km
直流輸電已是成熟技術(shù)，造價(jià)較高是其與交流輸電競(jìng)爭(zhēng)的不利因素。新一代的直流輸電是指進(jìn)一步改善性能、大幅度簡(jiǎn)化設(shè)備、減少換流站的占地、降低造價(jià)的技術(shù)。直流輸電性能創(chuàng)新的典型例子是輕型直流輸電系統(tǒng)(LightHVDC)，它采用GTO、IGBT等可關(guān)斷的器件組成換流器，省去了換流變壓器，整個(gè)換流站可以搬遷，可以使中型的直流輸電工程在較短的輸送距離也具有競(jìng)爭(zhēng)力，從而使中等容量的輸電在較短的輸送距離也能與交流輸電競(jìng)爭(zhēng)。此外，可關(guān)斷的器件組成換流器，由于采用可關(guān)斷的電力電子器件，可以免除換相失敗，對(duì)受端系統(tǒng)的容量沒(méi)有要求，故可用于向孤立小系統(tǒng)(海上石油平臺(tái)、海島)的供電。輕型直流輸電系統(tǒng)(LightHVDC)應(yīng)用脈寬調(diào)制技術(shù)進(jìn)行無(wú)源逆變，解決了用直流輸電向無(wú)交流電源的負(fù)荷點(diǎn)送電的問(wèn)題。今后還可用于城市配電系統(tǒng)，并用于接入燃料電池、光伏發(fā)電等分布式電源。
2、柔性(靈活)交流輸電(FACTS)技術(shù)
隨著電力電子元件單件容量向大功率及高電壓的迅速發(fā)展,出現(xiàn)了一類為適應(yīng)電力系統(tǒng)向遠(yuǎn)距離、大容量送電,需要對(duì)其參數(shù)實(shí)施快速控制的設(shè)備—柔性交流傳輸設(shè)備(FlexibleACTransmissionSystems,簡(jiǎn)稱為FACTS),FACTS技術(shù)的概念問(wèn)世于20世紀(jì)80年代后期，是一項(xiàng)基于電力電子技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)，對(duì)交流輸電系統(tǒng)的實(shí)施靈活快速調(diào)節(jié)的輸電技術(shù)。它是利用大功率電力電子器件的快速響應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓、阻抗、相位、有功潮流、無(wú)功潮流等的平滑控制。在不影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的前提下，提高系統(tǒng)傳輸功率能力、增大送電容量，改善電壓質(zhì)量，達(dá)到最大可用性、最小損耗的目標(biāo)。FACTS提高了交流電網(wǎng)運(yùn)行可控性，增強(qiáng)其抗御事故的能力。
FACTS技術(shù)經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段，第一代FACTS技術(shù)，如可控串補(bǔ)(TCSC)、靜止無(wú)功補(bǔ)償器(SVC)等是基于自換相的半控器件(如晶閘管)的FACTS裝置，第二代、第三代FACTS裝置都是基于可關(guān)斷器件GTO、IGBT、IGCT等組成的變流器，包括靜止無(wú)功發(fā)生器(STATCOM)、靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償器(SSSC)、統(tǒng)一潮流控制器(UPFC)和相間功率控制器(IPFC)等。
據(jù)日本研究,對(duì)于跨距150km的輸電系統(tǒng),熱容量極限為6600MW,常規(guī)送電額定容量為3700MW,裝設(shè)FACTS設(shè)備后,不僅提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可靠性,而且可使送電容量增加到4500MW。與新建線路相比,FACTS設(shè)備投資及安裝費(fèi)用少,還有利于環(huán)境保護(hù)。
新研制成功并應(yīng)用于紐約電力系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)換靜止補(bǔ)償器(CSC)，證明FACTS功能已從“單個(gè)輸電的控制器間接作用于全電網(wǎng)”的階段，進(jìn)入了“直接控制多回輸電更有效地作用于全電網(wǎng)”階段。如果在三峽升壓變電站和出線上安裝大功率CSC，可瞬時(shí)控制向多個(gè)方向輸送的功率，從而快速控制大電網(wǎng)。FACTS裝置在未來(lái)輸配電系統(tǒng)中抗拒大事故發(fā)生及其連鎖發(fā)展中具有更有效的作用。
盡管柔性交流輸電技術(shù)已在多個(gè)輸電工程中得到應(yīng)用，并證明了它在提高線路輸送能力、阻尼系統(tǒng)振蕩、快速調(diào)節(jié)系統(tǒng)無(wú)功、提高系統(tǒng)穩(wěn)定等方面的優(yōu)越性能，但其推廣應(yīng)用的進(jìn)展步伐比預(yù)期的要慢。主要原因之一是工程造價(jià)比常規(guī)的解決方案高，因此，只有在常規(guī)技術(shù)無(wú)法解決的情況下，用戶才會(huì)求助于FACTS技術(shù);另外，F(xiàn)ACTS技術(shù)還需要進(jìn)一步完善。目前FACTS技術(shù)的應(yīng)用還局限于個(gè)別工程，如果大規(guī)模應(yīng)用FACTS裝置，還要解決一些全局性的技術(shù)問(wèn)題，例如：多個(gè)FACTS裝置控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合問(wèn)題，F(xiàn)ACTS裝置與已有的常規(guī)控制、繼電保護(hù)的銜接問(wèn)題，F(xiàn)ACTS控制納入現(xiàn)有的電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)問(wèn)題等等。隨著電力電子器件的性能提高和造價(jià)降低，以電力電子器件為核心部件的FACTS裝置的造價(jià)會(huì)降低，在不久的將來(lái)會(huì)比常規(guī)的輸配電方案更具競(jìng)爭(zhēng)力。
3、定制電力(CustomPower)技術(shù)
定制電力是指將電力電子裝置或稱靜態(tài)控制器，用于1kV到35kV的配電系統(tǒng)，以向?qū)﹄娔苜|(zhì)量敏感的用戶所提供的電力達(dá)到用戶所需可靠性水平和電能質(zhì)量水平。定制電力設(shè)備(或稱控制器)采用先進(jìn)的大功率可關(guān)斷電力電子器件(如IGBT、IGCT、IEGT等)和數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)測(cè)控技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)供電電壓的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)和補(bǔ)償。定制電力技術(shù)(CP，CustomPower)主要用于配電系統(tǒng)故又稱為配電靈活交流輸電(DFACTS)技術(shù)。
定制電力技術(shù)所要解決的問(wèn)題主要是電網(wǎng)中普遍存在的“電壓跌落”。電能質(zhì)量調(diào)查顯示：在所有配電系統(tǒng)事故中，電壓跌落占70%-80%;而在輸電系統(tǒng)事故中，電壓跌落所占的比例超過(guò)96%。定制電力技術(shù)所解決的電能質(zhì)量問(wèn)題主要源于電力系統(tǒng)故障，其受影響的用戶往往對(duì)電能質(zhì)量和供電可靠性較一般用戶有更高的要求。一次電能質(zhì)量事故將導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失或重大的社會(huì)影響。目前在歐美各國(guó)對(duì)電壓跌落的關(guān)注程度比其它有關(guān)電能質(zhì)量問(wèn)題的關(guān)注程度要大得多，在我國(guó)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電壓跌落和短時(shí)斷電的影響也逐漸引起了供電公司、用戶及制造廠商的關(guān)注，特別是在一些高科技園區(qū)、大型醫(yī)院、電信、銀行、軍工和重要的政府部門(mén)等。
自二十世紀(jì)八十年代末，國(guó)外便開(kāi)始了定制電力技術(shù)措施的專題研究，并陸續(xù)地推出了相應(yīng)的固態(tài)切換開(kāi)關(guān)(STS)、靜態(tài)電壓調(diào)整器(SVR)、靜態(tài)串聯(lián)補(bǔ)償器(SSC)、配電無(wú)功發(fā)生器(DSTATCOM)等產(chǎn)品化裝置，并進(jìn)行能量?jī)?chǔ)存技術(shù)、靜態(tài)電壓調(diào)整技術(shù)、故障電流限制器、有源濾波及統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器(UPQC)等技術(shù)的研發(fā)和工程示范。這些技術(shù)的應(yīng)用電壓等級(jí)均為6&O1566;35kV。其中，STS的最大短路電流達(dá)25kA，響應(yīng)時(shí)間小于1個(gè)周波，最大容量達(dá)6.9MVA;SSC的響應(yīng)時(shí)間小于1/4周波，最大容量達(dá)10MVA，采用電容器或超導(dǎo)儲(chǔ)能;DSTATCOM的響應(yīng)時(shí)間小于1/4周波，最大容量達(dá)20MVA，采用電容儲(chǔ)能。
其中應(yīng)用晶閘管閥體為主要部件的串聯(lián)補(bǔ)償(SSC)主要針對(duì)源自配電系統(tǒng)的電壓驟降和突升。
（轉(zhuǎn)載）
