第30卷 第4期 2010年2月5日 中 国 电 机 工 程 学 报

Proceedings of the CSEE Vol.30 No.4 Feb.5, 2010 ©2010 Chin.Soc.for Elec.Eng.

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(2010) 04-0001-07 中图分类号：TM 73 文献标志码：A 学科分类号：470 40 文章编号：0258-8013

先进电力电子技术在智能电网中的应用

张文亮，汤广福，查鲲鹏，贺之渊

(中国电力科学研究院，北京市 海淀区 100192)

Application of Advanced Power Electronics in Smart Grid

ZHANG Wen-liang, TANG Guang-fu, ZHA Kun-peng, HE Zhi-yuan

(China Electric Power Research Institute, Haidian District, Beijing 100192, China)

ABSTRACT: The major driving forces to construct smart grid are to increase the reliability, efficiency and safety of the power gird. Advancement in power electronics technology provides an important approach for such purpose. The demand of smart grid for advanced power electronics is analyzed from different perspectives, followed by the outlook for the research and development trend of the power electronics technology in China. Then the principle of power electronics technology and its applications in smart grid is presented, with emphasis on the flexible AC transmission system (FACTS) and high voltage DC (HVDC) transmission system technologies. The paper points out the research priorities in the future.

KEY WORDS: smart grid; power electronics; flexible AC transmission system (FACTS); high voltage DC (HVDC); power quality; energy transformation

摘要：信息化、数字化、自动化、互动化是智能电网的发展目标，先进电力电子技术是建设智能电网的重要技术手段。从不同角度分析了中国智能电网对先进电力电子技术的需求，展望了中国先进电力电子技术的研究方向和发展预期，介绍了先进电力电子技术的基本内涵及其在智能电网中的应用，着重介绍了灵活交流输电(flexible AC transmission system，FACTS)技术和直流输电(high voltage DC，HVDC)技术在智能电网中的应用，并指出其未来的发展重点。 关键词：智能电网；电力电子；灵活交流输电系统；高压直流；电能质量；能量转换

以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，具

有信息化、数字化、自动化、互动化特征的统一智能电网的发展目标。建设智能电网，充分发挥电网在资源优化配置、服务国民经济发展中的作用，对我国经济社会全面、协调、可持续发展具有十分重要的战略意义[1-3]。

以灵活交流输电(flexible AC transmission system，FACTS)技术、高压直流输电(high voltage DC，HVDC)技术、定制电力(custom power)技术和能量转换技术为代表的先进电力电子技术越来越广泛地应用到我国电网中，它是建设统一智能电网的重要基础和手段。加强先进电力电子技术的科技进步，是保证我国电网长远发展的重要战略任务。

1 智能电网对先进电力电子技术的需求

1.1 在强化优化电网及保障大电网安全方面的需求

智能电网是一个互动系统，对于系统变化、用户需求和环境变更的要求，电网要有最佳的反应和适应能力，而电力电子技术是使电网迅速反应并采取相应措施的有力手段。当前，我国电网中的先进电力电子技术通过多种形式的自主创新，已在HVDC、FACTS等相关产业中形成培育点，在提高电网输配电能力、改善电网电能质量、降低故障损失及缩短故障后恢复时间方面取得了一些成果[4-5]。未来智能电网的建设发展，势必对先进电力电子技术的进一步发展提出新的需求。

我国电网网架结构相对比较薄弱，在输电、配电等领域还存在很多需要调节和提升的地方，必须加大灵活交流输电装置的研发力度，强化电网网架结构。从世界电网发展历程来看，大电网互联是未来电网发展的必然趋势。我国交直流互联的大电网结构日趋复杂，运行控制难度也逐渐加大，此外，

0 引言

随着经济的发展、社会的进步、科技和信息化水平的提高以及全球资源和环境问题的日益突出，电网发展面临着新课题和新挑战。依靠现代信息、通信和控制技术，积极发展智能电网，适应未来可持续发展的要求，已成为国际电力发展的现实选择。国家电网公司已提出立足自主创新，加快建设