灵活交流输电(FACTS)技术综述
浅谈灵活交流输电(FACTS)技术
２灵活 交流 输 电（ＡＣ Ｓ 的控制 装置 Ｆ Ｔ） 灵活 交流输 电技术 的基 础是控 制装 置， 按照接 入 电力系统 的方 式， Ａ Ｔ ＦＣＳ 控制装置 可以分为 串联和并联 两种形式， 其中前者 的主 要功 能是 调节控制 有功
调节系 统运行 电压和 无功 功率， 具有 工作 可靠 、调 节迅速 的优 点， 且费用 比较 经济 ， 国 内外得 到 了广 泛应 用 。 在 ＳＡ Ｃ Ｍ 一种 由可关 断 电力 电子器 件和储 能元件 组成 的动态 无功补 偿 ＴＴ Ｏ 是 装 置， 又可 称为静 止无 功发生 器ＡＶ （ｄａ ｃ ｄＳ ａ ｉ ａ ｅｅ ａｏ ）】 ＳＧ Ａ ｖｎ ｅ ｔ ｔｃ Ｖｒ Ｇ ｎｒ ｔｒ ＿， Ｊ 其功能类似 于 同步 调相机， 它响应迅 速， 既可 以提供 感性无功补 偿， 也可实现容 性无功 补偿 ， 在任 何系统 电压下， 均能输 出额定 的无功功 率 ， ］ 调节 无功功 率的 能力 优于 Ｓ Ｃ 在 系统发 生 事故情 况 下的作 用 尤为 明显 。 Ｖ， ２ ３ 统 一潮流控 制器 除 了串联 和并联 补偿 装置之 外， 还有 一种将 串 、并联 两种补 偿方 式组 合 起来的ＦＣ Ｓ Ａ Ｔ 控制 装置 ， 为统 一潮 流控制 器 Ｕ Ｆ （ｎ ｆ ｅ ｏ ｅ ｌ ｗ 称 Ｐ Ｃ Ｕ ｉ ｉ ｄ Ｐ ｗ ｒ Ｆ ｏ Ｃ ｎｒ ｌｅ） 它同时具备 并联补偿 和 串联补偿 的功 能， ｏ ｔｏ ｌｒ， 既可 以调节系统无 功功 率， 也可 以调 节系统 有功 功率， 还可 以用来控 制 电网 电压 ， 抑制 系统 振荡， 而 从 提 高系 统稳定 性 。Ｕ Ｆ Ｐ Ｃ是一种 重要 的灵活 交流输 电控 制器 ， 认为 是功能最 被 强大 、最 具 有代表 性 的 Ｆ Ｃ Ａ Ｔ Ｓ元件 。 ３灵活 交流 输 电（ Ａ Ｔ ） Ｆ Ｃ Ｓ 的发展 前 景 灵活 交流 输 电技 术虽 然 刚刚 兴起， 但却 已经呈现 出了诱 人 的发展 前 景。 美 国 、 日本 、巴西及 欧洲 发达 国家都 已经投 入 了大 量 的人力和 财力 对 Ｆ Ｃ Ｓ Ａ Ｔ 技 术进 行开发研 究工 作， 经过 二十来 年的发 展， 已经取 得 了很大 的进步 。我 国 ＦＣＳ Ａ Ｔ 技术 研究虽 然起步 稍晚 ， 电力工作 者在 １９ 年 开始对 Ｆ ＣＳ 术进行 规 ９４ ＡＴ 技 划 研究 ， 是也取得 了较好 的成 绩， 但 尤其 是 Ｓ ＡＣ Ｉ Ｔ ＴＯ 装置 的研 制成功 及投入 运 ｄ 行， 标志着 我国成 为继 美、日、 之后世 界上 第 ４ 德 个拥有 此项 高新技 术 自主 知
柔性交流输电技术
浅谈柔性交流输电技术摘要柔性交流输电系统（facts）的出现为现代电力系统的安全、经济、可靠和优质运行提供了十分有效的手段。
近年来，欧美国家都在大力进行其基础理论、应用技术和元件制作等方面的研究，并已成功研制一些用于电力系统潮流控制和提高稳定性的装置。
本文对柔性交流输电技术给予综述性介绍，有助于该技术在我国的快速发展。
关键词柔性交流输电技术交互影响阻尼柔性交流输电系统（facts）的定义：facts即flexible ac transmission system，中文为柔性交流输电系统，是由美国的n．ghnigornai博士在1988年首次提出的。
其意义为：就是使用电力电子技术的最新的研究成果和控制技术来实现对输电电网系统参数和输电网络结构的快速和灵活控制，从而来实现输送功率的有效配置，和有效的实现降低有功功率损耗和发电厂所需要的成本，使输电系统的稳定性和可靠性得到大幅度的提高。
柔性交流输电技术的关键是使用可控制的大功率开关元件以此来替代传统意义上的机械式高压开关，使得输电网络中影响潮流分布以及运行稳定性的几个最主要电气参数（线路阻抗值、电压值和相角等）可按系统的要求得到迅速的调节，从而提高输电电网功率的输送能力和电压、潮流分布的可控制能力。
柔性交流输电装置拥有控制的灵活性、可以连续调节、控制速度快捷、高的可靠性、可以迅速改变输电电网的潮流分布等优点。
2.facts的产生背景：主要可以概括为几个方面：1)由于发电能源(媒、石油、水能等)分布不均，往往需要通过长距离输电系统才能将电力输送到负荷中心。
电力在输送线路上会有损耗；在互联大电网中，往往又是电网结构决定功率的走向，facts能较好地解决功率流向问题并能大幅度地降低网损。
2)随着电力工业的发展，电网结构越来越复杂，新的不同控制方法的用电设备的不断投入，发电机单机容量的增加等等都给电网整体稳定性提出了更高的要求。
在市场经济下，如何保证系统安全、可靠地运行，同时提高效率，降低电力生产、运行的成本，是电力企业追求的目标，facts技术的出现将使这些设想变成现实。
柔性输电技术
浅谈柔性输电技术1 柔性输电技术研究背景电力电子技术在输电和配电系统的应用,将成为本世纪末和下世纪初的重点研究开发领域。
该技术在输电领域的应用除高压直流输电和动态静止无功被偿之外,灵活交流输电系统取得令人瞩目的成果。
灵活交流输电系统的英文名称为“Flexible AC Transmission System”,在我国也被称为“柔性输电”,缩写为“FACTS”,是世界上80年代后期发展起来的一项新的输电技术。
其特点是利用电力电子技术和计算机技术对电力系统的参数进行综合连续调节控制,使电力传输更加灵活安全,大大提高电网的输电能力。
柔性输电的发展以电力电子技术,特别是以高电压大电流半导体器件的发展为基础。
也就是说所谓柔性输电是将电力系统由机械控制转变到电子控制,是电力系统的一场新技术革命。
柔性输电比原来的输电技术提高了电力系统的输电能力和经济性,这是因为受稳定条件的限制,原来的电网输送功率仅为其热极限功率的50%左右。
应用电力电子技术的柔性送电,可以大大提高输电系统的稳定性,输送的功率可以接近网络的热极限功率,使现有电网的输电能力增加20%～40%。
在不增加输变电设备的条件下提高输电能力,就大大地提高了输电系统的经济性。
柔性输电技术所需要的电力电子器件有:可控串联补偿器(又叫晶闸管串联补偿器,主要作用是按系统需要改变网络阻抗,从而控制潮流)。
动态静止无功补偿器和静止无功发生器(用来连续控制无功被偿器和静止无功发生器(用来连续控制无功补偿器以控制网络的电压频繁升降波动)。
晶闸管控制的制动电阻(又叫晶闸管动态制动装置,主要作用是根据发电机转速要求,及时投入合适的阻值,使发电机保持在同步转速安全运行,保护发电机不受损伤)。
可控避雷器(采用电力电子交流开关与无间隙氧化锌避雷器共同组成可控避雷器,由于可精确设定动作电压且可方便地改变设定动作值,可广泛使用于各种动态过电压限制器)、综合潮流控制器(可同时具有串、并联补偿和移相等几种功能)、可控相位调节器(又称晶闸管控制相位调节器,也叫移相器,由于电力电子开关容量比机械开关大,可以不受转换功率的限制,在调节性能和容量上可充分满足系统的要求),此外还有可控并联电抗器、短路电流限制器和同步振荡阻尼器等。
FACTS技术
每一种可选择的方案都有它技术和经济 方面的优点、限制和缺点，对这两种方 案进行全面的比较已超出了本文的范围。 然而，为满足输电所需的高额定容量， 并考虑到GTO晶闸管可利用的kV和kA额 定值，第一种方案是最合适的。因此， 过去在开发TVA的STATCOM和AEP的 UPFC时采用了具有多重开关级别的多重 6脉波桥。正弦电压波形是通过作为磁接 口的连接变压器而获得的，磁接口为各6 脉波桥的输出电压提供适当的移相，其 概念性示意图如图4所示.
这一功能上的灵活性，为解决电力工业 面临的诸多问题提供了巨大的潜力。 UPFC有功功率和无功功率特性是通过协 调串联和并联变换器产生的电压来确定 的。
3.3 UPFC控制 控制
UPFC具有串联和并联变换器这一结构，为控 制所有的电力传输参数，如输电电压、输电阻 抗和输电相位角等提供了巨大的灵活性。这一 灵活性是由于串联和并联变换器产生的输出电 串联和并联变换器产生的输出电 压其大小和相位角是可控的，并可以提供多种 压其大小和相位角是可控的 运行方式。并联变换器 并联变换器的运行方式既可以是无 并联变换器 无 功控制，也可以是自动电压控制 串联变换器 自动电压控制。串联变换器 功控制 自动电压控制 的运行方式取决于与插入电压相关的相位角， 可以是直接电压插入方式、移相方式、线路阻 电压插入方式、 电压插入方式 移相方式、 抗控制方式或这三种方式的组合（为了实现自 抗控制方式或这三种方式的组合 动潮流控制）。
常控制范围； 2. 通过并联元件设定理想的终端电压（无功功率）： 正常控制范围； 3. 不计损耗，设定整个装置的净有功功率为零：装 置原理； 4. 强制限制串联元件插入交流电压的大小：标称额 定值； 5. 强制限制线路侧电压（可以通过限制串联元件插 入交流电压的相位角来实现）：最大和最小稳态值； 6. 当有功（无功）潮流不可控时，强制限制串联元 件的交流电流：稳态热定额； 7. 强制限制并联元件的交流电流：稳态热定额； 8. 强制限制串、并联元件之间的有功功率转换：最大 稳态值。
柔性交流输电技术
目录一、柔性交流输电技术简介------------------------------------------------------------------11、背景-----------------------------------------------------------------------------------------12、主要内容-----------------------------------------------------------------------------------13、设备分类-----------------------------------------------------------------------------------14、主要功能及特点--------------------------------------------------------------------------25、工程应用-----------------------------------------------------------------------------------2二、FACTS技术发展及其应用1、技术分类---------------------------------------------------------------------------------32、FACTS技术的作用及适用范围---------------------------------------------------43、FACTS技术的应用情况-------------------------------------------------------------5三、总结----------------------------------------------------------------------------------------6简介柔性交流输电技术（Flexible Alternating Current Transmission Systems，简称FACTS）又称为灵活交流输电技术，由美国电力专家N.G. Hingorani于1986年提出，并定义为“除了直流输电之外所有将电力电子技术用于输电的实际应用技术”。
灵活交流输电(FACTS)技术
可以将 Ｔ Ｒ与并联 电容器配合使用 ，根据投切 电容器 配 Ｃ
收 稿 日期 ：２ ０ — ３ ２ ０６ ０—２
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第３ ９卷 第 ４ 期
２０ ０ ８年 ４月
东
北
农
业
大
学
学
报
３ （１３～ ４ ９４： １ ３
Ａｐ ｌ２ ０ ｉ ｒ ０ ８
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｒｈ ａｔＡｇ ｕｔｒｌＵｎｖ ｒｉ ｏ ｒ ａ ｆＮｏｔｅ ｓ ６ｃ ｌ ａ ｉｅｓｔ ｕ ｙ
Ｅ ｍａｈ ｗｓ ｒ ｌ ３ Ｃ Ｂ － ｉ ｗｔ＠ ６ ． Ｏ
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偿 器 。这 些 组 合 而 成 的 Ｓ Ｃ的 重要 特 性 是 它能 连 Ｖ 续调 节补 偿装 置 的无功 功率 ，可 以对无 功 功率 进行
它可 以用可靠 性很 高的大功率 可控硅元件 代替传 统元件 中的机 械式 高压开关 ，从而使 电力 系统 中
影 响潮 流分 布 的三个 主要 电气参 数 （ 电压 、线 路 阻 抗及 功 率 角 ） 可按 照 系统 的需 要 迅 速 调整 ， 以期 实
ａ ｃＶ ｒ ｅ ｅａｏ） 有 源 静 止 无 功 发 生 器 。它 的基 ｔ ａ ｎｒｔ 一 ｉ ｇ ｒ
静 止无 功 补偿 器 的典 型 代 表 是 晶 闸管 投 切 的
电容 器 （ Ｓ — ｈｒ ｔ ｗｔｈ ｄＣ ｐ ｃ ｏ ） 晶 闸管 Ｔ Ｃ Ｔ ｙｉ ｏ Ｓ ｉ ｅ ａ ａｉ ｒ和 ｓｒ ｃ ｔ
Ｆ ＣＳ Ａ Ｔ 技术是现代 电力 电子技术与传统 的潮
流控 制 （ 阻抗 控 制 ，功 角控 制 等 ） 结合 的产 物 。 如 相
柔性交流输电系统简介
柔性交流输电系统简介什么是柔性交流输电系统柔性交流输电系统 (Flexible AC Transmission System, FACTS) 是一种通过在输电线路中增加电力电子装置来实现电力系统的动态响应、优化稳定控制和增强传输能力的技术。
柔性交流输电系统可以有效地调整电力系统的电压、电流和电力因数，减少电力系统的瞬态稳定性问题，并增加电力系统的容错能力。
柔性交流输电系统是在传统输电技术的基础上发展起来的。
随着电力系统多年来的迅猛发展，传统输电技术已经难以满足电力系统的需求。
因此，柔性交流输电技术应运而生，在现代电力系统中起到越来越重要的作用。
柔性交流输电系统的工作原理在传统的输电系统中，电力从发电厂经过变压器传输到输电塔上，然后通过电缆或电线路输送到各个用电设施。
在传输过程中，电力会受到和电力系统的各种物理和结构限制，使得输电线路中的电流和电压发生波动，导致电能的损失和效率的降低。
柔性交流输电系统通过在输电线路中添加电力电子装置来实现对电流和电压的调节。
在柔性交流输电系统中，电力电子装置是一个能够将电力系统直流电压转换为交流电压的装置，可以提高输电线路的容错能力和动态响应速度。
其中，常用的电力电子装置有静止补偿器 (Static Compensator, STATCOM) 和静止无功发生器(Static Var Generator, SVG)。
静止补偿器通常用于控制无功功率和电压，静止无功发生器通常用于控制无功功率和电流。
这些电力电子装置可以通过实时监测电力系统的数据和状态信息，及时对电力系统进行动态优化和调节，以提高电力系统的稳定性和传输能力，并减少电力损耗。
柔性交流输电系统的应用柔性交流输电系统在现代电力系统中广泛应用。
它们被广泛应用于电力系统的各个领域，包括电力产生、传输、分销和使用。
柔性交流输电系统可以提高电力系统的灵活性和可靠性，降低输电损失和效率，还可以增强电力系统对突发事件的适应能力。
灵活交流输电技术
柔性交流输电系统新技术简介柔性交流输电系统（FACTS）的英文表达为：Flexible AC Transmission Systems。
是综合电力电子技术、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。
上世纪八十年代中期，美国电力科学研究院（EPRI）N.G.Hingorani博士首次提出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。
FACTS技术（技术系统应用技术及其控制器技术）已被国内外一些权威的输电工作者预测确定为“未来输电系统新时代的三项支持技术（柔性输电技术、先进的控制中心技术和综合自动化技术）之一”。
柔性交流输电系统的主要决议有如下几点：①能在较大范围有效地控制潮流；②线路的输送能力可增大至接近导线的热极限，例如：一条500kV线路的安全送电极限为1000~2000kW，线路的热极限为3000kW，采用FACTS技术后，可使输送能力提高50%~100%；③备用发电机组容量可从典型的18%减少到15%，甚至更少；④电网和设备故障的危害可得到限制，防止线路串级跳闸，以避免事故扩大；⑤易阻尼消除电力系统振荡，提高系统的稳定性。
目前，在我国部分高等院校、电力生产和设计部门及一些电气设备制造厂家都已开始FACTSA技术方面的规划和研究试制工作。
如在静止无功补偿器（SVC）、静止无功发生器（ASVG）、综合潮流控制器（UPFC）和可控串联电容补偿器（TCSC）等方面均已有较深入的研究。
体的研究进展如下：①国内5个省电力系统已有5参加者SVC在500kV电网运行，效果良好；②电力部电力科学研究院、东北电业管理局及清华大学等单位合作研制500kV的TCSC装置；③清华大学与河南省电力局联合研制我国首台用于220kV电网的±20Mvar的STATCOM(ASVG)，以便提高其控制功率和控制电压能力，并提高其稳定性；④哈工大和清华大学正联合进行UPFC物理模型研究工作。
FACTS技术
柔性交流输电技术（FACTS）摘要：灵活交流输电系统(FACTS)可实现对电力系统的某个或多个参数进行控制，以提高系统的稳定性和传输容量。
本文介绍了柔性交流输电(FACTS)的概念,介绍了主要几种FACTS控制器的组成及其对电网的作用，给出了FACTS技术在电力系统稳态和动态中的具体应用，即可进行快速、连续、灵活的无功功率、电压和动态潮流控制，抑制系统低频振荡和次同步振荡，提高电网的动态性能和稳定水平。
关键词：柔性交流输电；低频振荡；次同步振荡；潮流控制；电力系统FACTS TechnologyAbstract:A flexible AC transmission system (FACTS) can realize control for certain parameter or multiple parameters of power system,so as to raise stability and transmission capacity of the system.The concept of Flexible AC Transmission System(FACTS) is presented.Introduction was made to the construction of several concrete FACTS controllersand its effect to the power gird. Actual application of FACTS technology was given in stable and dynamic status of power system.Reactive power, voltage and dynamic flow control could be carried out fast, continuously and fl exibly, which restricted the system’s low frequency oscillation and subsynchronous oscillation, to raise dynamic performance and stability level of power grid.Key words:FACTS；low frequency oscillation; subsynchronous oscillation; flow control; power system一、引言近年来，随着大机组、大电厂、大电网、高电压、远距离及高度自动化为特征的大电力系统的形成，在获得益处的同时也面临了一些问题：潮流控制问题，在电网中自由潮流变化较大，造成了大量电能的损耗，难以实现最优潮流；电网缺少动态、连续的控制手段，难快速改善系统稳定性以提高传输容量；传统的机械控制方式速度较慢，对动态稳定的控制缺乏足够的能力。
第二章 FACTS概述
下图给出了某一可控串补单元各元件中的 电流与外加电压 Vc ，触发角 之间关系。 vc 为外加电压i L 其中 2 为可控硅导通角， 为可控硅阀电流（电感电流）；ic 为电容 i ac为线路电流。 电流， 可控串补装置与具有可变电感的并联LC 回路具有类似的特性，它的基频阻抗可由 下图的等值电路导出。
vc
t
iL
2
t
ic
t
iac
t
等值电路：
I m cos t
t0
C
L
基频阻抗表达 式为：
1 A 4A Z1 (2 sin 2 ) cos 2 ( KtgK tg ) C C C (2 K 1)
其中：
2 0 A 2 0 2
0 K
TCPS电压相量图
uB
u BC
uA
uC
2.3
统一潮流控制器（UPFC）
前述几种FACTS装置，如TCSC、TCPS、 SVC等，其功能是单一的。统一潮流控制器 （UPFC）的基本思想是用一种统一的可控 硅控制装置，仅通过控制规律的变化，就能 分别或同时实现并联补偿、串联补偿、移相 等几种不同的作用。
可控硅控制的串联补偿基本结构形式如下 图所示：
CF
C1
Cn
L1
Ln
其中 C 为串补电容的固定部分， C 至 C 为 可变部分，可按运行要求提供合适的串联 补偿电容。
F
1
n
在可控硅支路中串有电感。通过可控硅触 发角控制，可使串补程度连续地变化。 可控硅由两个反向并联部分组成，保证正 弦量在正、负两个半波均能导通。
目前，灵活交流输电系统的开发应用在电力系统 潮流控制集中在下述两个方面： １.提高输电线路的传输功率极限。现行系统由稳 定条件限定的输送功率极限偏低，输电线路远未 被充分利用。采用 FACTS 技术可使输电线路的 输送功率极限接近导线的热极限（导线发热使弧 垂达允许极限值）。 FACTS 技术的应用可使线 路输电能力提高 50 ％一 100 ％。这将使输电线 路的输送能力得到充分利用。 ２.使输电线路的潮流功率能够按预定计划实现控 制。
新型FACTS技术
新型FACTS技术【摘要】UPFC技术是近年来由美国学者提出的新型FACTS技术，被认为是FACTS技术中最具代表性的。
世界上很多国家都在进行这方面的研究，我国也有大批的高校与科研院所开展了相关的研究。
文章通过介绍UPFC的原理，分析国内外的发展现状，提出了UPFC今后发展的趋势。
【关键词】柔性交流输电技术（FACTS）;统一潮流控制器（UPFC）;无功补偿0.引言随着电力电子技术的发展，在电力系统中产生了一门新的技术，即柔性交流输电技术（FACTS），也称灵活交流输电技术。
FACTS技术的本质是将电力电子技术与现在控制技术相结合，对电网的运行参数(V、I、P、Q、δ等)或运行状态(异步互联、潮流控制、限制短路电流等)进行快速准确的“柔性控制”，从而改进其运行性能，并提高其运行效益。
目前，已经有20多种属于FACTS技术的设备在应用或研发中，其中大多数都具有无功补偿的功能。
文中主要介绍的近年来研究火热的统一潮流控制器（UPFC）技术，通过介绍其原理以及国内外的研究现状，提出了今后UPFC的发展趋势。
1.UPFC的原理由图1可知，UPFC主要由两个三相桥式逆变器组成，两个逆变器共用一个直流侧电容。
通过变压器并联到电网上的逆变器相当于一个静止无功发生器（SVG），而通过变压器串联到电网中的逆变器相当于一个静止同步串联补偿器（SSSC）。
逆变器2利用注入的电压Upq可实现UPFC的主要功能：控制电压Upq保持为在0到Upqmax以内，并使相角α保持在0°到360°之间，通过串联变压器将电压Upq叠加到线路电压上。
该接口所监测的电压本质上可以被认为是一个同步交流电压源，输电线上通过此电压源的电流流动产生了输电线与交流系统之间的有功与无功功率的交换，从而使该接口和交流系统之间有功及无功功率的交换。
逆变器1的基本功能是，在公用直流联结处提供或吸收逆变器2所需要的有功能量，这一直流母线的功率经换流后到交流端送入与输电线路并联的变压器。
FACTS装置总结
FACTS装置总结FACTS(灵活交流输电系统)是一种先进的电力输电技术，可以通过控制输电系统中电流、电压和功率等参数来实现对电网的灵活控制。
FACTS 装置能够提高电力系统的稳定性、可靠性和经济性，对电力系统的运行具有重要的意义。
下面是对FACTS装置的总结。
首先，FACTS装置可以改善输电系统的稳定性。
通过控制电流和电压等参数，FACTS装置能够有效地抑制传输线路的电压震荡、电流振荡和功率波动等现象，从而提高电力系统的稳定性。
尤其是在电力系统发生故障或其他异常情况时，FACTS装置能够快速响应并调整电网的运行状态，保证电力系统的稳定运行。
其次，FACTS装置可以提高电力系统的可靠性。
传统的电力系统往往存在功率损耗大、容量利用率低、线损较多等问题，而FACTS装置通过优化电力系统的运行参数，可以减小电网的功率损耗和线损，提高电力系统的输电能力和可靠性。
此外，FACTS装置还可以降低电力系统的故障概率和故障电压水平，提高电力系统的可靠性和抗干扰能力。
再次，FACTS装置可以提高电力系统的经济性。
通过对电力系统的灵活控制，FACTS装置能够实现线路的最优功率流分配和控制，使得电网的运行更加高效和经济。
此外，FACTS装置还可以减小电力系统的能耗，降低电网的运行成本，提高电力系统的经济效益。
因此，引入FACTS装置可以在一定程度上减轻电力系统的运行负荷，提升电力系统的经济效益。
最后，FACTS装置在电力系统的环境保护方面也具有重要意义。
传统的电力系统往往存在电磁辐射、噪声污染等环境问题，而FACTS装置往往通过数字控制和无铁心变压器等技术手段，可以有效地减少电磁辐射和噪声污染，提高电力系统的环境友好性。
总结起来，FACTS(灵活交流输电系统)是一种先进的电力输电技术，通过控制电流、电压和功率等参数，可以提高电力系统的稳定性、可靠性和经济性，对电力系统的运行具有重要的意义。
FACTS装置能够改善电力系统的稳定性，提高电力系统的可靠性和经济性，同时也具备环境保护的优势。
电力系统中的灵活交流输电系统(FACTS)技术研究
电力系统中的灵活交流输电系统(FACTS)技术研究电力系统中的灵活交流输电系统（FACTS）技术研究I. 引言1.1 背景和意义随着电力需求的不断增长，电力系统的可靠性和稳定性越来越受到关注。
然而，传统的交流输电系统存在一些限制，如潮流控制、电压稳定性和主动防御能力较弱等问题。
灵活交流输电系统（FACTS）技术应运而生，它可以有效地解决这些问题，并提高电力系统的运行效率和稳定性。
1.2 FACTS技术的概述灵活交流输电系统（FACTS）技术是一种通过控制电力系统的电气参数来改善系统性能的先进技术。
它包括多种设备和技术，如静止无功补偿器（SVC）、静止同步补偿器（STATCOM）和静止串联补偿器（SSSC）等。
FACTS技术可以用于电力输电线路、变电站和系统控制等方面，以提高输电能力、减少线路损耗、提高电压稳定性等。
II. FACTS技术的原理与分类2.1 FACTS技术的基本原理FACTS技术的基本原理是通过在电力系统中插入可控元件来改变系统的电气参数。
通过控制这些电气参数，可以实现潮流控制、电压稳定性和阻尼振荡等目标。
这些可控元件可以包括变压器、电容器、电感器和功率电子设备等。
2.2 FACTS技术的分类根据其应用范围和控制电气参数的不同，FACTS技术可以分为多个类型。
常见的FACTS技术包括静止无功补偿器（SVC）、静止同步补偿器（STATCOM）、静止串联补偿器（SSSC）和柔性交流输电系统（Flexible AC Transmission System，简称FACTS）等。
每种技术都有其独特的特点和适用环境。
III. FACTS技术的应用与效果3.1 FACTS技术在电力输电线路中的应用通过在电力输电线路中应用FACTS技术，可以实现对潮流的灵活控制，从而提高线路的可用输电能力和稳定性。
SVC和STATCOM等技术可以通过调整电压和电流来控制潮流的分布和方向。
3.2 FACTS技术在变电站中的应用在变电站中，FACTS技术可以通过控制电压和电流等参数来改善电力系统的稳定性和电压质量。
柔性交流输电简述
前言随着电力电子技术的发展，近几年出现了一项电力系统新技术，即柔性交流输电技术(FACTS)，也称灵活交流输电技术f31。
FACTS技术自提出至今发展十分迅速，已有20多种属于FACTS技术的控制器在应用或研制开发中，其中多个类型都具有无功补偿的功能，且能很好的满足当今电力系统对无功功率进行快速、动态补偿的要求。
柔性交流输电技术(FACTS)的概念最初是由美国著名的电力系统专家Hingorani N G于1986年提出的，后经多次修订，1997年IEEE PES 冬季会议上对FACTS的定义如下：所谓柔性交流输电(FACTS)，即是装有电力电子型或其它静止型控制器以加强可控性和增大电力传输能力的交流输电系统。
FACTS控制器是可提供一个或多个控制交流输电系统参数的电力电子型系统和其他静止型设备。
由此可见，柔性交流输电技术的实质就是将电力电子技术与现代控制技术相结合，以实现对电力系统电压、参数(如线路阻抗)、相位角、功率潮流的连续调节控制，从而大幅度提高输电线路输送能力和提高电力系统稳定水平，降低输电损耗。
目录第一章：我国研究和应用FACTS的必要性及其前景第二章：FACTS 技术的分类及其技术原理第三章：基于FACTS技术的无功补偿技术第一章：我国研究和应用FACTS的必要性及其前景当前,我国电力系统的发展面临严重挑战,由于环境限制、负荷需求增长、用户对电力系统供电的可靠性与经济性的要求日益严格、建设输电线的投资费用增加等原因,出现由地区电力系统发展为大区间联网的现代电力系统的趋势日益明朗。
我国能源分布不均与负荷中心之间的不协调导致远距离输电与大电网的形成,出现系统振荡、系统稳定控制、交直流混合电网协调、潮流调控能力、电压崩溃与电压稳定等问题,这都要求提高输电系统的输电能力和调控能力。
另外,电力市场的出现、发电部门与用电部门的分离、电力市场竞争的出现,促使输电部门成为两者的中介机构的形成,迫切需要输电系统有很强而且方便、快速的调控手段,以适应电力市场发展的需要。
交流柔性输电系统(FACTS)基本概念和储能技术
交流柔性输电系统（FACTS）基本概念和储能技术1FACTS的基本概念FACTS（Flexible AC Transmission System）的概念是由美国电力科学研究院电力专家N.G.Hingorani博士于1986年提出，是指装有电力电子型或其他静止型控制器以加强可控性和增大电力传输能力的交流输电系统。
电力传输的柔性/灵活是值电力传输系统在维持足够稳态和暂态稳定裕度的条件下适应电网及其运行方式变动的能力。
FACTS是日新月异的电力电子技术与电力系统的阻抗控制组件、功角控制组件及电压控制组件（如补偿电容，并联电容，电抗，移相器，电气制动电阻等）相结合的产物，也是现代控制技术、计算机技术、通信技术、半导体技术取得重大突破的结果，FACTS的主要内涵是用大功率电力半导体器件代替传统的机械开关，改变了过去交流输电系统慢速、不精确的控制和优化，从而使电力系统中影响潮流分布的三个主要参数：电压、线路阻抗和功率能按照系统的要求迅速调整。
在不改变网络拓扑结构的情况下，使网络的输送能力以及潮流和电压的可控性得到很大的提高。
FACTS的核心技术是电力电子技术，电力电子技术与先进的信息处理技术和控制理论相结合，促生了FACTS的概念和推动其持续、迅速地发展。
2FACTS的功能和种类FACTS装置还能实现提高系统稳定性，限制短路电流，防止连锁调闸，阻尼振荡，减少热备用，增强事故支援能力，改善电能质量等功能。
FACTS由大功率电力电子主电路和检测、保护、控制电路构成，前者是关键，后者保障了装置快速精确，安全可靠地运行。
现在用于实际电力系统中的FACTS装置主要有SVC （静止无功补偿器）、STATCOM（静止同步补偿器）、TCSC（晶闸管控制串联电容器）、UPFC（统一潮流控制器）和SSG（静止同步发电机）等。
3FACTS与HVDC的比较FACTS和HVDC都是基于大功率电力电子技术发展起来的，而且在很多方面（如电路结构、功能）具有相似性。
FACTS在抑制次同步振荡中的应用
FACTS在抑制次同步振荡中的应用FACTS (灵活交流输电系统) 是由多种电力电子装置组成的系统，能够有效地控制电力系统的电压、电流、功率以及其他特性。
在电力系统中，次同步振荡是一种出现频率低于系统额定频率的振荡现象。
这种振荡可能会导致电力系统的不稳定性和损坏，因此需要进行抑制。
FACTS技术可以帮助电力系统控制次同步振荡，提高系统的可靠性和稳定性。
FACTS在抑制次同步振荡方面的应用主要体现在以下几个方面：1. 动态无功补偿装置(DSTATCOM)DSTATCOM是一种用于控制电网电压和电力质量的设备。
它能够提供动态的无功补偿，调节系统电压，并消除次同步振荡。
DSTATCOM主要通过控制电力系统中的电流来实现此目的。
该技术可在电力系统中实现主频段的电压和功率波动的补偿，从而消除次同步振荡。
2. 静止补偿装置(SVC)静止补偿装置(SVC)是一种能够对电力系统电压和电流波形进行动态调整的设备。
它能够在实时动态地控制电力系统中的电压和电流，并消除次同步振荡。
SVC由多个电子元件组成，其主要目的是降低传输线路阻抗，提高电力系统的稳定性。
3. 小波分析法小波分析法是一种用于处理非平稳信号的方法。
该方法结合了傅立叶分析和时域分析技术，能够有效地处理非平稳的电力系统振荡信号。
小波分析法能够帮助电力系统识别次同步振荡信号，并进行相应的控制。
4. 相位移相装置(PSSE)PSSE是一种用于控制电力系统相位的设备。
它能够改变电力系统相角，消除次同步振荡。
PSSE主要通过对电力系统中的相角进行控制来实现此目的。
该技术能够在电力系统中实现相当灵活的控制，并为电力系统的稳定性提供保障。
总之，FACTS在抑制次同步振荡中具有重要的应用价值。
通过使用这些技术装置和方法，电力系统可以有效地控制次同步振荡，提高电力系统的可靠性和稳定性。
FACTS_概述
3.1 静止无功补偿器（SVC）
P21
静止无功补偿器(SVC)对系统的主要作用是连 续、快速地进行电压控制。 第一台输电用静止无功补偿器(SVC)装臵于70 年代中期投运（77年，GE公司），它用晶闸 管快速投切并控制与线路并联的电抗器或电 容器组，பைடு நூலகம்可与机械开关控制的电容器组配 合运行，为系统提供无功支持。 世界上已投运的输电用静止无功补偿器(SVC) 约200台左右，我国运行于500kV输电系统的 静止无功补偿器(SVC) 也有几台。
3.4 次同步振荡阻尼器（NGH） P26
N.G. Hingorani研制的第一台次同步振荡阻 尼器（NGH）85年投运。 控制器基本结构与可控串补（TCSC）相同， 由晶闸管双向开关与电感和电阻串联后，再 与输电线路上的串联补偿电容器并联。 抑制串联补偿度较高时可能激发的低于工频 频率的次同步振荡。 提高了串补度，既提高了线路的输送能力。
断路器。而这种断路器速度慢、维修量大，
是形成暂态稳定问题严重的重要因素。
1.5.1
输电网运行的需要
4、由于负荷和电力市场的需求以及环境问题 的日益严峻，获得能多送电力的新建输电 线的走廊更加困难，使已有输电线的负担 日益加重，输送能力不足的矛盾日益突出。
输送能力主要受制于暂态稳定或动态稳定极 限，因此，对提高输送能力的有关技术措 施的需求日益迫切。
二、FACTS对系统的主要作用
输电网潮流控制： P6
减少环流，实现最优潮流，降低网络 损耗 稳定性考虑 输电线传输功率公式：
EU P sin X
二、FACTS对系统的主要作用 潮流控制方法：
P7
柔性交流输电技术介绍 [兼容模式]
![柔性交流输电技术介绍 [兼容模式]](https://img.taocdn.com/s3/m/f4091af6f90f76c661371ae4.png)
柔性交流输电技术国网电力科学研究院继电保护所 王小红2010年 2010 年4月目 录1 2 3 4 5 概述 FACTS设备关键技术 FACTS设备在智能电网中应用 FACTS技术发展方向及应用保障 国网电科院FACTS技术研究情况柔性交流输电技术 —概述随着经济的发展、社会的进步、科技和信息化水平的提高以及全球资源和 随着经济的发展 社会的进步 科技和信息化水平的提高以及全球资源和 环境问题的日益突出，电网发展面临新课题和新挑战。
依靠现代信息、通 信和控制技术 积极发展智能电网 适应未来可持续发展的要求 已成为 信和控制技术，积极发展智能电网，适应未来可持续发展的要求，已成为 国际电力发展的现实选择。
面对电网发展的新形势、新任务，国网公司明 确了建设坚强智能电网的战略目标、建设任务和工作要求。
根据部署，无论是在 根据部署 无论是在2011～2015 年全面建设阶段，还是在 年全面建设阶段 还是在2016～2020年 引领提升阶段，在输电环节，对柔性交流输电（FACTS）的关键技术和装 备都提出了明确的要求和目标。
备都提出了明确的要求和目标柔性交流输电技术 —概述作为智能电网建设中重要的一个环节柔性输电设备的应用将会解决目前我 国智能电网的技术层面仍然存在无功储能不足、大电网运行控制薄弱等问 题。
柔性交流输电技术（FACTS）是高压大功率电力电子设备在电力系统中的 应用的结果 范畴很多 电力电子设备是实现将各种能源高效率地变换成 应用的结果，范畴很多。
电力电子设备是实现将各种能源高效率地变换成 高质量电能、节能、环保和提高人民生活质量的重要手段；同时也是弱电 控制与强电运行之间，信息技术与先进制造技术之间，传统产业实现自动 化、智能化、节能化、机电一体化的桥梁；是智能电网建设的重要支撑设 备。
目前 电力电子技术已成为我国国民经济的重要基础技术 是现代科学 目前，电力电子技术已成为我国国民经济的重要基础技术，是现代科学、 工业和国防的重要支撑技术,已经渗透到各个领域.柔性交流输电技术‐‐概述FACTS支撑技术-支撑技术 电力电子技术电力电子技 术 机械 通信 控制 电力 化学 超声发电输电配电用电励磁 环保、燃料、 给水系统 备用电源HVDC定制电力牵引FACTS保护设备 电站直流供 电系统 配电HVDC汽车家用电气故障保护电源柔性交流输电技术‐‐概述FACTS技术原理及分类FACTS技术是80年代末美国电力研究院（EPRI）提出的概念，是基于电力 电子技术和控制技术对交流输电系统的阻抗、电压、相位实施灵活快速调节 的一种交流输电技术。
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灵活交流输电(FACTS)技术综述摘要:本文介绍了灵活交流输电(FACTS)的基本概念，阐述了FACTS技术的发展现状，对FACTS 技术中的控制器及其原理进行了系统的介绍，并且介绍了FACTS在输电系统中的功能，进一步讨论了待解决的问题。
关键字：灵活交流输电；电力系统；输电系统；控制器0 引言随着国民经济的不断发展,社会对电力的需求越来越大,对电网的安全可靠性要求也越来越高,针对电网的特点以及电力市场的发展可能出现的“输电阻塞”等问题,我国制定了“西电东送、南北互供,全国联网”的电网发展战略,以推进跨区输电、跨区联网。
为此,保证电网稳定、安全运行是电网发展中要解决的重点,这就迫切需要一种灵活可靠的潮流控制技术,控制线路潮流的自然分布,以满足电网“充足、可靠、优质、经济”地供电。
灵活交流输电系统(FACTS)是近年来出现的一项新技术, FACTS以其特有的大功率、高速、精确连续的控制技术,通过改变高压输电网的参数(相角、电压、线路阻抗)及网络结构对输电线路的潮流进行直接控制,代替了传统的机械、电子和电磁的控制手段,使交流输电系统的功率有高度的可控性,降低系统网损和发电成本,大幅度提高系统的稳定性和可靠性[1,2]。
1 FACTS发展现状1.1 FACTS器件目前已获得成功应用的组合装置有：可控串联补偿( Thyristor Controller Series Compensator, TCSC)、静止同步串联补偿器( Static Synchronous Series Compensator, SSSC)、静止同步并联补偿器( Static Synchronous Compensator, STATCOM) 、统一潮流控制器(Unified Power Flow Controller,UPFC)、可转换的静止补偿器(Convertible Static Compensator, CSC)、电压源转换器(V oltage Source Converter,VSC)、可控移项器( Thyristor Controlled Phase, TCPR) 、超导储能系统( SuperconductingMagnetic Energy Storage, SMES) 、控制串联电抗器( Thyristor Controller Series Regulator, TCSR )等. 这些装置同微处理器的速度和精度一起运作,为电网提供了前所未有的控制,能够高效利用电网资源和电能,预示着电网控制的未来[ 3, 4 ]。
1. 2 FACTS技术的应用FACTS技术的发展及应用，美国一直走在世界前列。
1982 年,美国在BPA公司的500 kV 变电站中投运了一台8.4MW、最大功率10MW的超导磁能存储系统( SEME)，消除低频振荡，效果良好。
1986年10月，由美国EPRI和西屋公司研制的±1Mvar静止无功补偿器( STA TCOM )投入运行，这是世界上首台采用大功率GTO作为逆变器元件的静止补偿器。
1991年，美国AEP公司在一条345 kV输电线上的三相常规串补中一相做了可控串补( TCSC)工业试验，次年就在Arizon 的一条300 km、230kV、300MW的输电线上装设三相TCSC，把输电能力提高到400MW ，效果显著。
至1993年，美国EPI组织了八大电力公司进行了FACTS技术协作性全面应用研究。
美国电力(AEP)、西屋公司及美国EPRI合作,研制目前世界上唯一的UPFC———统一潮流控制器，并在Kenturky东部的Inez变电站装设。
这是目前为止容量最大的FACTS设备。
美国EPRI、西门子公司及许多电气公司在FACTS领域长期合作研究，推出了一种全新的可转换式静止补偿器(Convertible Static Compensator, CSC)的FACTS控制装置。
该装置结合了包括统一潮流控制器(UPFC)在内的现有串、并联控制器的研究成果和运行经验,通过耦合变压器连接方式的改变实现对若干个电压源换流器的不同组合，以优化控制器结构，灵活应对系统变化,是灵活交流输配电系统中最新一代的控制器。
2 FACTS中的控制器及其原理2.1静止无功补偿器静止无功补偿器( static var compen sator,SVC) 的典型代表是晶闸管投切的电容器( thyristor switched capacitor, TSC) 和晶闸管控制的电抗器( thyristor controlled reactor, TCR)。
如果只是将这两种无功补偿器单独使用，它们都有各自的缺点，单独的TCR 只能吸收无功功率，而不能发出无功功率；单独的TSC 对于抑制冲击负荷引起的电压闪变是不够的。
为了解决这些问题，可以将TCR 与并联电容器配合使用。
这些组合而成的SVC 的重要特性是它能连续调节补偿装置的无功功率，可以对无功功率进行动态补偿，使补偿点的电压接近维持不变。
SVC 的主要作用是电压控制，但采用适当的控制方式后，SVC 也可以有阻尼系统功率振荡和增加稳定性等作用[5 ]。
经过几十年的发展，不仅将静止无功补偿器，用于输电系统的电压控制[6 ] , 也用于配电系统的补偿和控制，还可用于电力终端用户的无功补偿电压控制，例如电气化铁路、电弧炉等负荷波动大、无功功率频繁变化的场所[7 ]。
2.2静止同步补偿器静止同步补偿器( static synchronou scompen sator, STA TCOM ) 也可以称为ASVG (act-ive static var generator) —有源静止无功发生器。
它的基本原理是将自换相桥式电路通过电抗器或者直接并联在电网上，适当调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧电流，就可以使该电路吸收或发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿。
由于它将电压源逆变技术应用于无功补偿领域，不需要大容量的电容，电感等储能元件，因而大大地发展了传统的无功控制概念。
ASV 的重要特性是输出的无功功率不受系统电压的影响，在任何系统电压的情况下，都能输出额定的无功功率，与SVC相比，在系统故障的情况下静止同步补偿器维持系统电压、提高系统暂态稳定性和抑制系统振荡的作用较明显；近二十几年，静止同步补偿器受到了国内外专家学者的普遍重视[8 ]，已经研究开发出相应的实用装置, 我国清华大学和河南电力局共同研制成功了一台±20M var 的静止无功补偿器, 并于1999 年在河南洛阳朝阳变电所投入运行[9 ]。
2.3晶闸管控制的串联电容器晶闸管控制的串联电容器( thyristor controlled series capacitor, TCSC) 的模块主要由串联电容和含有电抗、晶闸管开关的并联回路组成, 通过可控硅控制可以灵活、连续地改变补偿容量[10] , 达到快速响应的效果。
TCSC在改善电力系统性能方面有很多优点，将TCSC用于高压输电系统，可发挥现有系统的潜力，提高功率传输极限，灵活地调节系统潮流，增加系统阻尼作用，保证超高压电网安全稳定运行。
TCSC 技术已经引起各国研究学者的重视，对TCSC的研究主要集中在提高暂态稳定性、抑制次同步谐振、阻尼系统间功率振荡、避免电压崩溃等[11]。
而近几年对TCSC 抑制次同步谐振和暂态特性的研究较活跃。
TCSC与其他FACTS装置相比，潮流控制功能比较简单，所需的电容器和电抗器的数量大，占地面积大，这些对它的广泛推广起到了一定的限制作用，但TCSC 在改善系统性能方面的优点，使得它受到了GE、ABB 和Siemens 这些大公司的关注，已经研制出实际的装置并投入系统运行。
在美国有3 处已经安装了TCSC，并且运行良好。
除美国外，瑞典、巴西等国家也相继将TCSC 投入实际运行。
另外, GE 公司承担了Slat t 变电站500 kV TCSC试验工程，SIEMENS 公司制造的kanawha 变电站的200 kV 先进串联补偿工程和ABB 公司改造的kanawha River 变电站的单相串补投切工程，我国在伊敏电厂至齐齐哈尔地区的冯屯变电站的双回输电线上采用串联补偿技术[12 ]。
2.4静止同步串联补偿器静止同步串联补偿器( static synchronou sseries compensator, SSSC) 与静止同步补偿器在结构上有类似之处，都是以DCöA C 逆变器为基本结构，它的基本原理是向线路注入一个与电压相差90°的可控电压，以快速控制线路的有效阻抗、从而进行有效的系统控制。
它在系统中的作用有些类似于TCSC，但是，它控制潮流的能力远大于单方向减少线路阻抗功能的TCSC 控制器，并且谐波含量小[13 ]。
2.5晶闸管控制的移相变压器晶闸管控制的移相变压器( thyristor controlled phase shifting transformer, TCPST ) 是利用可控硅开关控制移相角度从而改变线路两侧的移相角来控制潮流的大小或方向，经过多年的理论研究表明TCPST 具有提高联络线传输潮流，抑制小干扰，提高系统稳定性，阻尼功率振荡，母线电压控制，规约联络线潮流等功能[14 ]，晶闸管控制的移相器的控制速度快，相角阶梯可以很小，甚至达到无级调节，但晶闸管控制的移相器有一个缺点，它本身需要消耗无功功率，运行中一般需要与无功补偿装置联合使用, 并且谐波的含量较高，因此对电能质量有一定的影响。
3 FACTS在输电系统中的功能[ 15 ]3.1优化输电网络的运行条件FACTS控制器有助于减少和消除环流或振荡等大电网痼疾，有助于解决输电网中“瓶颈”环节的问题；有助于在电网中建立输送通道，为电力市场创造电力定向输送的条件；有助于提高现有输电网的稳定性、可靠性和供电质量；还有助于防止连锁性事故扩大，减少事故恢复时间及停电损失。
通过对FACTS设备快速、平滑的调整,可以方便、迅速地改变系统潮流分布,大范围地控制潮流使之按指定路径流动,依靠限制短路和设备故障的影响来防止线路串级跳闸，阻尼那些会损坏设备或限制输电容量的各种电力振荡。
3.2提高输电线路的输送容量采用FACTS技术可保证输电线输送容量接近热稳定极限而又不至于过负荷，这样可减缓新建输电线路的需要，提高输电线路的利用率。
FACTS的出现对电网的建设规划和设计将产生重大影响。
3.3改变交流输电的应用范围由于高压直流输电的控制手段快速灵活，当输送容量与稳定的矛盾难以调和时,有时可能通过建设直流线路来解决，但换流站的一次投资很高。
应用FACTS控制器的方案常常比新建一条线路或换流站的方案投资要少，整套应用并协调控制的FACTS控制器组将使常规交流电柔性化，改变交流输电的功能范围，使其在更多方面发挥作用，甚至扩大到原属于HVDC 专有的那部分应用范围，如定向传输电力、功率调制、延长水下或地下交流输电距离等。