第4期 张文亮等：先进电力电子技术在智能电网中的应用 3

先进电力电子技术智能化是建设智能电网的关键，也是今后世界各国电力系统电力电子技术发展的方向。从我国电网的基本情况考虑，各种基于电力电子器件的系统控制器将得到更广泛的应用，HVDC技术和FACTS技术的日趋成熟，能在不增加输电走廊的前提下充分利用现有输电线路，提高传输容量和稳定性。监测、通信、控制、保护技术的发展使得广域内潮流控制成为可能。电能质量调节技术的发展将建立起具有自适应、自恢复能力的智能化输电配电网络。能量转换技术的成熟使得新能源发电、尤其是风电并网得到广泛应用；同时微网与能量存储技术使电力用户拥有更多选择，从而构成一个具有高效性、清洁性、自愈性的完全智能化的电网。

红一变100 Mvar SVC示范工程顺利投运，标志着我国完全掌握了SVC的系统设计制造技术。随后，川渝电网3套SVC装置的顺利投运标志着SVC在我国电力系统中的推广应用。SVC具有无功补偿和潮流优化功能，能够提高电网的输电能力和电能输送效率、改善电网的安全稳定性和电能质量，并且适用于各等级电网。SVC为我国电网向着坚强、安全、智能化发展发挥了重要作用。截至2009年，我国电网总计投运近20套SVC，单套最大容量达 180 Mvar，发挥了巨大的社会经济效益，仅红一变SVC一项就年节约电能25.976 GW h，年增收节支总和达1149千万元[11] 。

3.3 TCSC技术在智能电网的应用

可控串补技术是在常规串补技术发展起来的一种灵活交流输电技术，主要由晶闸管阀、金属氧化物限压器(metal oxide varistor，MOV)、电容器组和阻尼器构成。它不仅可以提高现有线路的输送能力，提高系统稳定性，还可以有效阻尼系统低频振荡、抑制次同步谐振、优化系统运行方式和降低输我国自20世纪90年代开始系统地研究电损耗[12]。

可控串补技术，并于2004年底建成投运我国第一个国产化TCSC工程——甘肃碧成220 kV可控串补工程，使我国成为世界上第4个完全掌握可控串补设计制造技术的国家，2007年10月伊冯500 kV可控串补投运，这是目前世界上容量最大、额定电压最高的可控串补装置。以可控串补技术为代表的灵活交流输电技术，代表世界先进输电技术的发展方向，它利用先进电力电子技术提高电网输电能力、提升电网安全稳定水平，适用于超/特高压各等级电网，有力推动了我国交流输电技术的创新进程和产业升级。截至2008年底，我国自主研发的串补装置已在国内外25条输电线路上应用33套，总容量已超过10.870 Gvar，因采用该技术节省投资约 40亿元、节省线路走廊3 200 km。 3.4 其他FACTS技术在智能电网的应用

随着我国电网规模的不断扩大，出现了一些新问题，如系统短路电流超标、超/特高压线路容性充电功率较高等，同时基于全控型器件FACTS装置的进步，客观促进了FACTS技术在我国的进一步应用。2006年，我国第一套50 Mvar 链式STATCOM在上海投运。我国自主研发的首套500 kV 分级可控并联电抗器(stepped control shunt reactor，SCSR)和首套500 kV磁控并联电抗器(magnetically control shunt

3 FACTS技术在智能电网的应用

3.1 FACTS技术概述

FACTS技术是指以电力电子设备为基础，结合现代控制技术来实现对原有交流输电系统参数及网络结构的快速灵活控制，从而达到大幅提高线路

随的输送能力和增强系统稳定性、可靠性的目的[9]。

着电力电子器件的发展，FACTS技术已从原有的基于半控器件的静止无功补偿器(static var compen-sator，SVC)、可控串补(thyristor controlled series compensator，TCSC)技术发展到现在的基于可关断器件的静止同步补偿器(static synchronous compensator， STATCOM)、统一潮流控制器(unified power flow controller，UPFC)等技术。

我国能源的资源与需求呈逆向分布，客观上需要实现能源的大范围转移，这就需要大幅提高线路的输送能力；同时需要解决由此而带来的潮流调控、系统振荡、电压不稳定等问题。而FACTS技术以其快速的控制调节能力及其与现有系统良好的兼容能力，为其在我国的研究和应用提供了广阔的空间。

3.2 SVC技术在智能电网的应用

SVC是一种典型的灵活交流输电装置，其主要作用如下：调节系统电压，保持电压稳定；控制无功潮流，增加输送能力；为直流换流器提供无功功率；提高系统的静态和暂态稳定性；加强对系统低

它是解决我国电网输电瓶颈的一频振荡的阻尼[10]。

个重要技术手段。我国20世纪80年代从国外引进了6套SVC装备电网，2004年在国家电网公司主持下，由中国电力科学研究院自主研发的辽宁鞍山