电能质量柔性控制装置(STATCOM)简介
根据工作原理,用户电力技术可以分为基于半可控器件-晶闸管的,利用其开关特性调节无源器件如电容和/或电抗的等效阻抗,以达到改变系统参数的目的的第一代阻抗调节型控制器,如SVC和TCSC等。以及以全可控器件如IGBT,GTO等所构成的电压和电流源变流器所产生的同步电压(或电流)来对系统的电压和电流进行控制的第二代同步电源控制器,如同步并联补偿器STATCOM,同步串联补偿器和统一潮流控制器UPFC等。上述在输电系统中得到迅速发展和经过实际运行考验的控制器实际上均可以有效地应用于配电系统。
目前,FACTS已被国内外一些权威的专家预测为电力系统"新时代的三项支撑技术(柔性交流输电技术、先进的能量管理系统技术和综合自动化技术)之一" ,和"现代电力系统中三项具有变革性影响的前沿课题(柔性交流输电技术,智能控制和基于GPS的动态安全分析与监测系统)之一"。FACTS采用电子式的开关操作,无机械磨损,速度快(毫秒级);既可以断续调节,也可以连续调节被控系统的参数。这些特点可大大提高控制的灵活性,对系统暂态稳定性、动态品质的提高是有益的。[FS:PAGE]
FACTS的提出在全世界引起很大反响,各国的电力研究机构、高等院校和制造厂家都开展了这方面的研究工作。美国、日本及欧洲一些发达国家已投入大量资金和人力进行研究开发,包括对现行网络的评估、硬件设备的开发及FACTS装置在电力系统中的配置应用等。国际大网络会议(CIGRE)也于1990年成立了相应的专门研究小组,并多次召开专门的国际性学术会议。
三、目前常用设备比较
低压无功补偿装置通常用接触器或者晶闸管控制电容器组投切来实现。由于电容器组投切装置工作原理简单,投资少,效果好,因此它被电力部门广泛采用。但是由于它是依靠并联电容器组来提供无功功率,因而存在如下缺点:
1、 响应时间长,通常要几百个毫秒,不能补偿动态无功。
2、补偿容量受到电网电压的限制,电网电压越低,输出无功越小,而此时恰恰需要向电网输出无功,以期抬高电网电压水平。
3、 由于向电网并联了电容,有可能因此引起谐波放大,甚至引起谐振短路支路。
4、 因为分级投切电容,受电容器额定容量限制,补偿无功容量和系统所需无功有一定的差别,功率因数不能提的很高。
无源滤波装置是由电力电容器、电抗器和电阻器组合而成。由于无源滤波具有投资少、效率高、结构简单、运行可靠及维护方便等优点,因此无源滤波是目前广泛采用的抑制谐波的主要手段。由于无源滤波器是通过在系统中为谐波提供一并联低阻通路,以起到滤波作用,其滤波特性是由系统和滤波器的阻抗比所决定的,因而存在以下缺点: