柔性交流输电系统的原理与应用 谢小荣等编著.pdf

  电力输电系统己进入大系统、超高压远距离输电、跨R域联网的新阶段，社会经济的发展促使现代输电网的管理和运营模式发生变革，对其安全、稳定、高效、灵活运行控制的要求日益提高，从而急需发展新的调节手段，提高其可控性；另一方面，控制理论、大功率电力电子、计算机信息处理等技术的蓬勃发展又为输电控制手段的改善和升级换代+断提供新的可能。在这种情形下，美国N.G.Hingorani博士首先较完整地提出了柔性交流输电系统（flexibleACtransmissionsystcm，FACTS)的概念。FACTS自诞生始就受到各国电力科研院所、高等院校、电力公司和制造厂家的重视，得到了广泛的研究和迅速的推广应用，成为电力工业近20年来发展最快和影响最广的新兴技术领域之一。目前己发明了近20种FACTS控制器，部分已经商业化并取得良好的成效，成为解决现代电N诸多挑战的重要手段之一。从长远来看，FACTS技术的作用将更为深远，正如IEEE/PES的“DC与FACTS分委会”所指出的：“FACTS与先进控制屮心和整体0动化等技术所带来的非常长远的优越性已经被世人广泛认可，它们预示着电力传输系统一个新时代的到來。”

  FACTS的基木内涵是：基于采用现代大功率电力电子技术构成的各种FACTS控制器，结合先进的控制理论和计算机信息处理技术等，实现对交流输电N运行参数和变量(如电压、相角、阻抗、潮流等）更加快速、连续和频繁的调节，即所谓柔性（或灵活）输电控制，进而达到提高输电系统运行效率、稳定性和可靠性的H的。因此，FACTS的某石是大功率电力电子技术，核心是FACTS控制器，关键是对输电W参数和变量的柔性化控制。FACTS技术通过适当的改造，还可应用于配电和用电N络，以改善电能质S和提供用户定制电力。

  笔者长期从事FACTS技术领域的研究工作，曾参与研制了M内首台人容童(20Mvar)STATCOM装置，2003年开始在清华大学开设研究生课程“柔性输配电系统(FACTS/DFACTS)的原理及应用”，木书即是在该课程讲授过程中逐渐成稿的。

  全书共分14章。笫1章概述FACTS和用户电力技水，并讨论FACTS和HVDC的关系。第2章、第3章和第4章简要介绍作为FACTS和用户电力技术基石的电力电气技术，其中第2章介绍电力电子器件，第3章介绍电压型变换器，第4章介绍电流型变换器。第5章先概述并联无功补偿的作用、历史与现状以及补偿器的分类，然后重点介绍SVC的原理、特性、控制和应用。笫6章论述STATCOM的基本原理、数学建模、特性分析、控制设计及应川情况。第7章对SVC和STATCOM的基本特性进行比较，研究它们的系统级控制策略共性，并W论综介并联补偿系统。第8章介绍将STATCOM与蓄电池和超导磁体结合起来构成的电池储能系统和超导储能系统。第9章介绍变阻抗型串联FACTS控制器，重点讨论晶闸管控制串联电容补偿器（TCSC)的原理、特件、控制和应用。第10草介绍静止同步串联补偿器（SSSC)。第11单介绍静止电压/相角凋节器。第12章介绍统一潮流控制器及其他复合补偿器。第13章主耍介绍三类舍特殊用途的F八CTS控制器，即NG〖I次同步谐振阻尼器、晶M管控制的制动电阻和短路电流限制器第14章概述了用户电力技术，并里点介绍两类典型的用户电力控制器，即并联型有源电力滤波器和串联型动态电压调节器。