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電力前沿技術----電能質量柔性控制裝置(STATCOM)

作者: 時間:2010-04-02 來源:網(wǎng)絡 收藏

3.諧波會引起公用電網(wǎng)中局部的并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振,從而使諧波放大,使諧波危害大大增加,甚至引起嚴重事故。
4.諧波會導致繼電保護和自動的誤動作,并會使電氣測量儀表計量不準確。
5.諧波對臨近的通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾,輕者產(chǎn)生噪聲,降低通信;重者導致信息丟失,使通信系統(tǒng)無法正常工作。
二、用戶
80年代以來,電子學已逐漸成為一門新興交叉邊緣學科,與此相對應的現(xiàn)代電子也得到迅速發(fā)展。以計算機和功率半導體制造技術為基礎和先導,開關器件功率處理能力和切換速度有了顯著提高。采用電力電子等高新技術,在高效使用上已越來越多地被人們所認識。
用戶電力技術(custompower)是美國電力科學研究院(epri)的n.g.hingorani博士繼在1986年提出交流輸電技術(flexibleactransmissionsystem,簡稱facts)之后,于1988年針對配電網(wǎng)中供電問題提出的新概念。其主要內容是:對供電的各種問題采用綜合的解決辦法,在配電網(wǎng)和大量商業(yè)用戶的供電端使用新型電力電子器。
facts技術和用戶電力技術都是以大功率可控硅為基礎,與傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)技術相比具有精確、快速、靈活等特點,是解決質量問題的有效手段。根據(jù)解決問題的出發(fā)點不同,這兩種技術分屬于系統(tǒng)側技術與用戶側技術。輸電側重于輸電系統(tǒng),具有工作電壓高,裝置容量大等特點,其功能常常是為滿足一個區(qū)域的多數(shù)用戶而設計的;用戶電力裝置側重于配電系統(tǒng),具有工作電壓低,裝置容量小等特點,其功能往往是根據(jù)少數(shù)用戶的要求而設計的。盡管兩種技術的側重點不同,使用目的和經(jīng)濟評價標準不同,但是在使電網(wǎng)高度化,提高輸力的效果上是一樣的。有些裝置甚至既可以用于輸電網(wǎng),又可以用于配電網(wǎng),例如有源濾波裝置(activepowerfilter)和同步并聯(lián)補償器(statcom)等等。因此可以把柔性輸電技術與用戶電力技術看作同一種技術在電力系統(tǒng)不同方面的應用。
根據(jù)工作原理,用戶電力技術可以分為基于半可控器件-晶閘管的,利用其開關特性調節(jié)無源器件如電容和/或電抗的等效阻抗,以達到改變系統(tǒng)參數(shù)的目的的第一代阻抗調節(jié)型器,如svc和tcsc等。以及以全可控器件如igbt,gto等所構成的電壓和電流源變流器所產(chǎn)生的同步電壓(或電流)來對系統(tǒng)的電壓和電流進行的第二代同步電源控制器,如同步并聯(lián)補償器statcom,同步串聯(lián)補償器和統(tǒng)一潮流控制器upfc等。上述在輸電系統(tǒng)中得到迅速發(fā)展和經(jīng)過實際運行考驗的控制器實際上均可以有效地應用于配電系統(tǒng)。
目前,facts已被國內外一些權威的專家預測為電力系統(tǒng)“新時代的三項支撐技術(柔性交流輸電技術、先進的能量管理系統(tǒng)技術和綜合自動化技術)之一”,和“現(xiàn)代電力系統(tǒng)中三項具有變革性影響的課題(柔性交流輸電技術,智能控制和基于gps的動態(tài)安全分析與監(jiān)測系統(tǒng))之一”。
facts采用電子式的開關操作,無機械磨損,速度快(毫秒級);既可以斷續(xù)調節(jié),也可以連續(xù)調節(jié)被控系統(tǒng)的參數(shù)。這些特點可大大提高控制的靈活性,對系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性、動態(tài)品質的提高是有益的。
傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的電能質量問題一般僅是關注系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)情況下是否供電可靠,事實上,對于大部分傳統(tǒng)設備來說,短時間的電壓電流變化對設備的影響不大,甚至當供電在一定范圍內變化的情況下也可以保證工作。但隨著電子和信息技術的飛速發(fā)展,企業(yè)中自動生產(chǎn)線、精密加工工業(yè)、計算機系統(tǒng)、機器人等先進技術使用日益廣泛,家庭用戶和商業(yè)用戶中計算機、復印機等現(xiàn)代化辦公設備使用也越來越普遍,供電系統(tǒng)故障或電能質量惡化很可能會帶來極為嚴重的影響,因此現(xiàn)在用戶對電能質量的要求要遠比以前嚴格。對于敏感的電力電子設備或信息設備來說,即使幾個周期的供電中斷,或電壓跌落都將影響這些設備的正常工作,造成巨大的經(jīng)濟損失。由于用戶要求的提高,保證用戶的供電質量就成為一個非常重要而困難的課題,比如一次雷擊都會影響在方圓幾千平方公里內任一敏感負荷的正常運行,因此要保證用戶的電能質量依靠傳統(tǒng)的設備和方法是不行的。
facts的提出在全世界引起很大反響,各國的電力研究機構、高等院校和制造廠家都開展了這方面的研究工作。美國、日本及歐洲一些發(fā)達國家已投入大量資金和人力進行研究開發(fā),包括對現(xiàn)行網(wǎng)絡的評估、硬件設備的開發(fā)及facts裝置在電力系統(tǒng)中的配置應用等。國際大網(wǎng)絡會議(cigre)也于1990年成立了相應的專門研究小組,并多次召開專門的國際性學術會議。


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