柔性电力技术的应用

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,柔性电力技术的应用,柔性电力技术应用状况,直流输电技术（国际1）,1954年瑞典哥特兰岛建立第一个,HVDC,系统；,1984年巴西建立了电压等级最高的600,kV HVDC,系统；,1998年阿根廷与巴西利用直流实现两国电网的互联；,1954年至今全世界共有90余个已建、在建、或已退役的直流输电工程，总容量约为82163,MW；,目前世界上双极容量最大的是伊泰普（,ITAIPU）,工程，双极的容量为3150,MW。,柔性电力技术应用状况,直流输电技术（国际2）,轻型直流输电工业性试验工程（长10,km、,电压为10,kV、,输送容量为3,MW）,于1997年在瑞典投入运行；,2003年9月投运的美国康涅狄格到长岛的,CROSS SOUND CABLE,工程，额定容量为330,MW，,输送距离40,km；,轻型直流输电系统世界上已经在瑞典、澳大利亚、丹麦、美国等国家正式投入运行或在建。,柔性电力技术应用状况,直流输电技术（国内）,1978年在上海投运了第一条31,kV、150A、,长度9,km,的直流输电试验线路；,1987年完成宁波至舟山的直流试验工程；,1990年，葛上500,kV,直流工程投运，标志着我国高压直流输电工程进入世界先进行列；,1997年建设天广直流，又重新引进了部分技术,直流输电技术得以衔接；,1998年开始建设三峡送出直流工程；,我国已成为世界上拥有直流输电系统最多的国家，目前已经投运和正在建设的直流工程有8项；,三常、三广、三右、贵广工程双极容量均为3000,MW，,容量位居世界第二位。,柔性电力技术应用状况,FACTS（,国际1）,SVC,装置最大补偿容量已达1000,MVar,以上，应用的最高系统电压为765,kV；,已有7个可控串补工程投入运行，其中3个在美国，1个在瑞典，2个在巴西；,计划采用可控串补的国家还有印度和澳大利亚等。目前串补技术应用的最高系统电压为765,kV。,柔性电力技术应用状况,FACTS（,国际2）,STATCOM,上世纪80 年代由日本和美国首先研制出来，之后世界各国都相当重视、竞相研制，并完成了10多项的示范工程或实际工业工程；,最近五年，随着,STATCOM,研制技术的深入、新型大功率电子电子器件如,IGCT,等的出现，,STATCOM,在输电系统应用数量明显增加；,UPFC,于1998年在,AEP,的,Inez,变电站投运,；,SSSC,于2002年在,NYPA,的,Marcy,变电站投入运行,。,柔性电力技术应用状况,FACTS（,国内）,从80年代起，相继从国外引进了6套,SVC,装置,；,2000年11月，我国第一套500,kV,串补在徐州三堡变电所东三双回线投入运行；,可控串补国产化工程,：,甘肃电网220,kV,碧成线,；,上海电网黄渡分区50,Mvar STATCOM,示范工程,柔性电力技术应用状况,Custom Power,工业发达国家基于,IGBT,的,DVR,装置、,DSTATCOM,装置、,APF,装置已经有系列的工业产品,；,“优质电力园区”(,Premium Power Park PPP),国家电网公司正式启动了,DVR、SSTS,和,FESS,三种定制电力技术的工业示范项目，以满足不同电力用户对电能质量的特殊要求。,观看,短片,！,FACTS & Custom Power,STATCOM,可变速抽水蓄能技术,概要与特点,发电效率的提高,AFC,的需要,泵类负载输入功率与回转速度的关系,发展概况,调节方式,定子频率调节方式,调节范围大，容量大，造价高,转子励磁调节方式,调节范围有限，但容量小，造价低,nn2=n1,=,同步转速,周波变换器方式,ACDCAC,方式,发电运行方式,亚同步运行状态：,nn,1,，,滑差频率为,f,2,的电流产生的旋转磁场转速,n,2,与转子的转速方向相反，,转子绕组发出功率,；,同步运行状态：,nn,1,，,滑差频率为,f,2,0，转子为直流励磁，与普通同步发电机相同，,转子绕组无功率交换,。,电动运行方式 串级调速,转子绕组串接附加电势的调速原理,串级调速特点,可平滑增速、减速；,能量回馈效率高；,可靠性高；,造价低，投资回收年限短；,功率因数低；,谐波大；,需专用启动设备,串级调速工作状态与功率流向,亚同步电动运行,超同步电动运行,超同步发电运行,亚同步发电运行,反接制动运行,Scherbius,串级调速原理,逆变触发角增大，,Ui,减小，,Id,增大，转速增大；,逆变触发角减小，,Ui,增大，,Id,减小，转速减小；,仅能次同步调速运行,超同步串级调速原理,UR,逆变触发提前角增大，,s,增大，转速增大；,UI,整流触发延迟角减小，,s,增大，转速增大,；,多采用,UR,逆变触发提前角控制法,可变速机组功率的调节,大河内可变速抽水蓄能电站,可控串补（,TCSC,）及其应用,串联补偿,串联补偿与并联补偿：,串联补偿的补偿能力自动调节功能；,同样补偿能力时的成本,可控串联补偿与固定串联补偿：,快速、连续地控制输电线路的补偿度；,最优潮流控制与功率换流的防止；,抑制次同步振荡；,串联电容器的保护；,短路电流的限制,TCSC的结构,可控电抗实现的基本原理,可控电抗器支路电压电流波形绘制,TCSC的运行模式,晶闸管旁通模式：,晶闸管全导通，用于某些控制与保护,晶闸管闭锁模式：,晶闸管触发脉冲被封锁，固定串补,晶闸管可控模式,基本运行方式,电压暂降的防范,电能质量问题的内容,供电中断,电压偏差,频率偏差,三相不平衡,谐波,电压波动与闪变,电压暂降与短时中断,电能质量中危害最大的问题,电压暂降与短时中断,电压暂降与短时中断治理的市场前景,一次电压暂降或短时中断可能造成数万至数百万美元的经济损失；,美国每年因这类电能质量问题造成的经济损失在150亿至240亿美元之间；,中国抚顺炼油厂每年因这类电能质量问题造成的经济损失在3000至5000万人民币元之间；,美国,EPRI,的预测电能质量问题的解决对应的市场额度在1000亿美元左右；,中国电能质量问题相应的市场潜力巨大,。,电压暂降与短时中断,瞬时值录波图,有效值计算图,电压暂降与短时中断的防范,减少故障数目、减少故障切除时间；,改变系统设计、使得当短路故障发生时用户设备处的电压扰动最小;,提高用电设备对电能质量问题的抵御能力;,在供电网络与用户设备间加装补偿设备；,电压暂降与短时中断防范的补偿设备,不间断电源,（,Uninterruptable Power Supply - UPS）,动态电压调节器,(,Dynamic Voltage Regulator - DVR),双路供电集成电源（,Integrated Power Supply),DVR,基本拓扑结构图,混合式动态电压调节器的结构,LP filter,Converter,LP filter,Inverter,Control unit,Reference voltage,protection,V,2,V,1,V,c,I,2,I,p,T,S,T,P,I,1,双回供电集成电源（IPS）,对双路电源经择优选取，变换后提供给负载，两路电源间切换时间为零，真正的无暂降、无相位跳变方式；,IPS,设置三重闭环调节，具有输出稳定、控制灵活等特点；,通过合理的主结构设计，,IPS,效率高（可达,96,），接线灵活（可接单相、三相三线或三相四线负载）功率因数接近,0.95,；,价格远低于,UPS,，体积小，无需日常维护，具有与,UPS,接近的可靠性。,IPS,实验室样机,柔性化电力技术的发展方向,与电力电子技术发展相关的内容,大电流/高耐压/低损耗/高可靠性/高频化,与储能技术发展相关的内容,高效率/环保/廉价,与信息技术发展相关的内容,高可靠性/智能化/网络化,