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浅析智能电网电力电子技术及市场前景

2012-02-25 11:02
瑾年Invader
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  电力电子技术是利用电力电子器件对电能进行变换及控制的一种现代技术,节能效果可达10%~40%,可以减少机电设备的体积并能够实现最佳工作效率。目前,半导体功率元器件向高压化、大容量化发展,随着智能电网的发展,电力电子产业出现了以SVC为代表的柔性交流输电技术、以高压直流输电为代表的新型超高压输电技术、以高压变频为代表的电气传动技术,以智能开关为代表的同步开断技术,以及以静止无功发生器、动态电压恢复器为代表的用户电力技术等。

  柔性交流输电技术

  柔性交流输电技术是新能源、清洁能源的大规模接入电网系统的关键技术之一。柔性交流输电系统(FACTS)的英文表达为:Flexible AC Transmission Systems。是综合电力电子技术、微处理和微电子技术、通信技术和控制技术而形成的用于灵活快速控制交流输电的新技术。

  上世纪八十年代中期,美国电力科学研究院(EPRI)N. G. Hingorani博士首次提出FACTS概念:应用大功率、高性能的电力电子元件制成可控的有功或无功电源以及电网的一次设备等,以实现对输电系统的电压、阻抗、相位角、功率、潮流等的灵活控制,将原基本不可控的电网变得可以全面控制。从而大大提高电力系统的高度灵活性和安全稳定性,使得现有输电线路的输送能力大大提高。

  在电力电子装置最早用于直流输电系统中并实现了对输送功率的快速控制,由此人们想在交流系统中加装电力电子装置,寻求对潮流的可控,以获得最大的安全裕度和最小的输电成本,FACTS技术应运而生,静止无功补偿器(SVC),静止同步补偿器(STATCOM)又称作ASVG,晶闸管投切串联电容器(TCSC),静止同步串联补偿器(Static Synchonous Series Compensator)统一潮流控制器(UPFC)就是基于FACTS装置家族的成员。

  由于中国智能电网以特高压输变电为基础,且需要综合考虑新能源的接入、分布式能源的隔离等技术,以电力电子为主要特征的柔性输电系统需求增长迅速。由于中国智能电网以特高压输变电为基础,且需要综合考虑新能源的接入、分布式能源的隔离等技术,以电力电子为主要特征的柔性输电系统需求增长迅速。将电力电子技术与现代控制技术相结合,通过对电力系统参数的连续调节控制,从而大幅降低输电损耗、提高输电线路输送能力和保证电力系统稳定水平。

  高压直流输电技术

  在现代直流输电系统中,只有输电环节是直流电,发电系统和用电系统仍然是交流电。在输电线路的送端,交流系统的交流电经换流站内的换流变压器送到整流器,将高压交流电变为高压直流电后送入直流输电线路。直流电通过输电线路送到受端换流站内的逆变器,将高压直流电又变为高压交流电,再经过换流变压器将电能输送到交流系统。在直流输电系统中,通过控制换流器,可以使其工作于整流或逆变状态。

  高压直流输电技术对于远距离输电、高压直流输电拥有独特的优势。高压直流输电具有线路输电能力强、损耗小、两侧交流系统不需同步运行、发生故障时对电网造成的损失小等优点,特别适合用于长距离点对点大功率输电。而采用交流输电系统便于向多端输电。交流与直流输电配合,将是现代电力传输系统的发展趋势。

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