电力电子技术在高压领域应用概况.pdfVIP

电力电子技术在高压领域应用概况(一)

电力电子技术在电力传输系统及在高压电器中的应用已十分广泛，已经显示

出它越来越重要的作用。这里所说的“高压”应在6KV以上。

主要应用领域为：

1、高压交、直流输电;

2、静止型动态无功补偿装置SVC;

3、高压电机软启动;

4、高压直流电源及高压变频;

一、高压交、直流输电

现代电子技术、控制技术、计算机技术等与传统电力技术的融合产生了发展

前景广阔的电力电子技术。电力电子技术在高压直流输电(HVDC)、静止无功补

偿器(SVC)等领域已有广泛的应用。八十年代后期，为了充分利用已有的输电设

备、有效地控制系统潮流分布、提高对电力系统稳定性的控制能力，提出了„灵

活交流输电技术(FACTS)‟并得到了很快发展，FACTS装置的目的都是通过利用

大功率电力电子器件的快速响应能力，实现对电压、有功潮流、无功潮流等的平

滑控制，从而在不影响系统稳定性的前提下，提高系统传输功率能力，改善电压

质量，达到最大可用性、最小损耗、最小环境压力、最小投资和最短的建设周期

的目标。可控串补(TCSC)、新型无功发生器(STATCOM)、统一潮流控制器(UPFC)

等工业样机相继投运。九十年代中期，为解决日益突出的电能质量问题，国外又

提出了„定制电力(CustomPower)‟技术，即把电力电子技术用在配电领域。属于

这类技术的新型电力设备，如配电用新型静止无功补偿器(DSTATCOM)、动态

电压恢复器(DVR)、静止开关(SSB)等也相继投运。我国对电力电子技术的研究

经过40多年的努力，特别是近十多年的迅速发展，在部分领域已经初步形成了

分析研究、试验仿真、设备制造、系统集成的能力，但整体技术与国际先进水平

相比还有较大的差距。

我国电网现状迫切需要上述各项技术，因为：

⑴我国电网面临的主要问题应该是大幅度提高电网的大容量、远距离输电能

力。其次，要增强电网的安全可靠性以及改善电能质量;再次，经济性和环境问

题。然而，当前要实现大规模输电面临诸多技术困难;大区电网强互联的格局尚

未形成;电网建设滞后，瓶颈增多，威胁电网安全;取得线路走廊和变电站站址日

益困难。这些已成为当前亟待解决的关键问题。

⑵电压稳定问题日益突出。以京沪穗电网为例，我国大型负荷中心存在的主

要问题是：电厂少，使得动态无功支撑日益不足;恒定功率负荷递增，不利于电

压的恢复，从而引起电压稳定问题。

⑶全国电网联网后，形成总装机容量超过1.4亿千瓦，南北距离超过4600

公里的超大规模同步的交流系统。目前，整个互联电网的稳定问题比较突出。联

网后局部故障(事故)影响范围扩大，将可能波及邻近电网，在某些情况下可能诱

发恶性连锁反应。可能造成整个电网动态品质的恶化。增加了电网运行安全控制

的复杂程度。

先进电力电子技术是将大功率电力电子开关器件的制造技术、现代控制技术

和传统电网技术实现了有机的融合，已经成为超高压直流输电、灵活交流输电、

大容量抽水蓄能电站、短路电流限制、节能降耗等现代电网技术和装备的核心。

它主要包括直流输电(HVDC)技术、柔性(灵活)交流输电(FACTS)和定制电力技

术(CustomPower)。可以预计，这几项技术的发展将会导致电力系统发生革命

性的变化，大幅度提高输电线路的输送能力和电力系统的安全稳定水平，大大提

高系统的可靠性、运行灵活性。

1、高压直流输电(HVDC)技术

高压直流输电的应用场合归纳以下两大类：

⑴在不同频率的联网、因稳定问题而难以采用交流、远距离电缆输电等，这

些技术上交流输电难以实现而只能采用直流输电的场合。

⑵在技术上两种输电方式均能实现，但直流比交流的技术经济性能好。

自1954年瑞典哥特兰的世界上第一项高压直流输电工程投运以来,高压直

流输电技术已随着电力电子技术的突飞猛进而飞速发展,直流输电具有输电容

量大、稳定性好、控制调节灵活等优点，对于远距离输电、海底电缆输电及不同

频率系统的联网，高压直流输电拥有独特的优势。已作为高压交流输电技术的有

力补充而在全世界广泛应用。我国幅员辽阔,西电东送、南北互供的电网发展战

略

目前全世界众多直流输电工程中具有代表性的工程有：

•巴西伊泰普直流输电工程(ItaipuHVDCtransmissionproject)，世界上已

建成投运的输电电压最高(±750kV)、输送功率最大(6000MW)的直流输电工程。