(完整版)IGCT培训_陈天锦

以HVDC、FACTS、DFACTS为代表的电力电子技术可以在 电力系统的输配电各个环节发挥作用，提高电网的灵活性 与可控性，实现电网的经济性、可靠性、环保性和高效性 的发展目标。其中FACTS/DFACTS技术是逐渐加入现行的交 流系统，而不是摒弃现有系统，可以与现行的交流输电系 统并行发展、完全兼容，具有强大的技术生命力。
柔性电力系统
在这种电力系统中再配置各地电力设备运行工 况和运行参数的实时、同步定时监（视）、测（量） 系统，远程实时数据交换和通信系统，在各级信息 处理、监控的基础上，中央信息处理和决策管理系 统集中完成对监测数据的处理，运行状态的分析， 按一定的控制目标形成控制决策和相关的控制指令， 在电力系统正常运行和暂态过程中，利用从传统经 典控制到基于现代控制理论的智能控制技术，对各 地的电力电子补偿控制器和相关电力设备的运行进 行实时、适式、灵活、有效地协调控制
SVC
SVC
1000MW Generation
1000MW
并联补偿线路
1000MW Load
500kV
目标 1000MW SVC带来容量提高
线路长度
800 km
电力电子技术在电力系统的应用前景
提高输电能力
电
力 电
精确、快速控制
子
技
术
储能、新能源和分布发电
应
用
节能、降耗
更大容量、更大范围的电力交换 电网更加安全、可靠 环保和可持续发展 更加经济、高效
2. 电网规模不断扩大，结构日益复杂，电网安全稳定问题 较为突出；
3. 大负荷中心动态电压支持不足，电网电压稳定问题严重； 4. 部分电网的短路容量超过或接近开关遮断容量，已经成
为电网运行的重大安全隐患； 5. 电网损耗较大，电网总体效率和效益有待于进一步提高； 6. 在国家环保要求不断趋严和输电走廊资源有限的条件下，
•
•
UA
UT UB
•
UB
•
UA
统一潮流控制器 - UPFC
Unified Plow Flow Controller
•
•
UT UB
•
UB
•
UT
•
UA
FACTS装置种类及其主要功能
序 号
名称
1 可控串联电抗器(TCR)
2 可控制动电阻器(TCBR)
3 可控串联电容补偿器（TCSC）
4 可控移相器(TCPR) 5 短路电流限制器（SCCL） 6 可控并联电容器（TSC） 7 静止无功补偿器（SVC）
柔性电力系统
在交流输电系统中，引入各类并联型、串联型 电力电子补偿控制器，可显著增大交流输电的可控 性，提高交流输电极限容量，改善电力系统运行安 全稳定性和经济性，使交流输电系统成为控制灵活 的柔性交流输电系统（Flexible AC Transmission System，简称FACTS）。在发电、输电、配电和负 载用电整个电力系统中广泛采用电力电子技术，引 入各类电力电子补偿控制器和电力电子变换器，可 以改善电力系统的结构，为电力系统提供众多有效 的控制手段，显著提高电力系统发电、输电、配电 和负载用电的可控性。
8 静止同步补偿器（STATCOM）
9 静止同步串联补偿器(SSSC)
10 统一潮流控制器（UPFC）
11 可转换静止补偿器(CSC)
接入 方式 串联 串联
柔性电力系统
这将使现今系统结构不够合理、缺乏有效的控制 手段的传统电力系统，无论是发电、输电、配电和负 载电能应用都将获得更高的安全可靠性，更好的经济 效益，更灵活有效的控制特性，更好的运行特性和供 电质量。
随着电力电子技术的广泛应用和电力系统控制技 术的不断发展，传统电力系统将成为一个运行更加安 全、可靠、经济、优质、控制更为灵活的柔性电力系 统FPS( Flexible Power System)，传统电力系统将发生 革命性的变革，同时也将推动电力电子技术在更高水 平上的新发展。
FACTS 柔性交流输电技术
ES
P&Q
ER 0
G~
G~
jX
Parallel Compensation Series Compensation
P ES ER sin
X
Load-Flow Control
Pmax Pm
负荷曲线
Q ER (ER ES cos )
X
稳定运行点 不稳定运行点
0 30 60 90 120 150 180
功角曲线
FACTS 柔性交流输电技术
系统
U1 1
X
U2 2
系统
1来自百度文库
1
P

P

U 1U X
2
sin( 2

1)


短路电流限制器
Short Circuit Current Limiter
X
故障,增大阻抗
正常状态
t 故障时刻
可控串联补偿
Controlled Series Compensation
许继集团公司 2006年9月
内容提要
➢ 电力电子技术在电力系统应用概述 ➢ STATCOM（静止同步补偿装置）工作原理 ➢ 高压大功率主电路方案比较及器件选型 ➢ 链式主电路拓扑系统方案设计 ➢ 阀单元设计 ➢ 阀体型式试验 ➢ IGCT损坏原因分析改进措施 ➢ 总结
我国电网面临的技术问题
1. 我国电网输电能力总体水平偏低，不能很好地适应远距 离、大容量输电的需要；
远距离输电及负荷波动带来的问题
500kV 500kV
500kV 500kV
800MW Generation Power
800MW Load
500kV 输电线 (未补偿)
500kV
0MW 弗雷迪效应
1000MW 系统崩溃
目标
800MW 负荷
800 km
补偿后的传输容量变化
500kV 500kV 500kV 500kV
如何提高和改善输变工程走廊资源利用率； 7. 电力市场环境下，如何实现对电力潮流的有效控制； 8. 供电系统所提供的常规电能已经不能满足敏感性负荷的
特殊要求。
电力输电系统面临的挑战
需求
传输更多的功率 更好的电能质量 更高的可靠性 更低的成本
限制
安全极限 扰动性负荷 开放性要求 环境影响和规划许可
•
UA
X

静止无功补偿器 - SVC
Static Var Compensator
U
U
I
静止同步补偿器 - STATCOM
Static Synchronous Compensator
U
U
I
静止同步串联补偿器 - SSSC
Static Synchronous Series Compensator
•
UT
•