三、相关电力电子技术在智能电网中的具体应用
1.柔性交流输电技术(FACTS)
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,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。
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。静止无功补偿器,静止同步补偿器,晶闸管投切串联电容器,静止同步串联补偿器统一潮流控制器就是基于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。
2.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。
轻型直流输电系统采用GTO、IGBT等可关断的器件组成换流器,使中型的直流输电工程在较短输送距离也具有竞争力。此外,可关断器件组成的换流器,还可用于向海上石油平台、海岛等孤立小系统供电,未来还可用于城市配电系统,接入燃料电池、光伏发电等分布式电源。轻型直流输电系统更有助于解决清洁能源上网稳定性问题。
我国高压直流输电技术在远距离输电中得到广泛应用,今后我国还将在大水电基地和大煤电基地的超远距离、大容量送出工程中继续大力发展和建设特高压直流输电工程。特高压输电具有电压等级高、输送距离远、输送容量大、可实现非同步联网等特点。
3.电能质量技术
电能质量技术在智能电网中的应用,首先要建立完善的电能质量评估方法与等级划分体系,并基于供用电接口的经济性分析,分别建立内部技术等级评估体系与用户经济性评估体系,建立与健全相关政策、法规,实现智能电网的"优质经济"运行。电能质量技术在智能电网中应用的主要技术包括电气化铁道平衡供电技术、自适应静止无功补偿技术、连续调谐滤波器关键技术、直流有源滤波器相关技术、统一电能质量控制器等。其中统一电能质量控制器能确保重要用户的电能质量,并能通过蓄电池的充放电调节用户在系统用电高峰期和低谷期的用电量,从而带来经济效益,在配电网中拥有广阔的应用前景。
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