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第29章 基于固态控制器的输配电技术

本章将介绍一些最近发展起来、在该领域经过测试的重要固态控制器。

29.0 引言

  随着晶闸管、GTO和其他电力电子开关器件的快速发展,电力公司在输配电过程中控制潮流的方案发生了很大的变化。

  除了断路器、调压变压器、静态无功补偿器之外,输配电系统还有大量其他无源器件。另一方面,输配电线路多样性使预测潮流的方向和大小变得更加困难。此外,这些输电系统的复杂性要求留有更多的安全裕量,从而避免设备故障、开关冲击、负荷突然断开等引起系统不稳定问题。

  电力公司面临的特殊问题是,电力输送的需求持续增长,而输配电线路架设权却越来越难取得。由于上述问题再加上其他一些原因,电力公司正寻找在不降低可靠性和稳定性的基础上,增加现有线路的输送能力的方法,使线路达到热稳极限并满载送电。

  系统不稳定出现得很快,几秒内就可能扩散到整个系统,这是个重要问题。所以,断路器必须及时切断会加剧系统失稳的设备和负荷。

  由于现代输电线路可以即刻对任何事故做出反应,并处理潜在危险事态,因此可以认为输电系统是 “主动的”。输电线的快速动作可能要归功于晶闸管和GTO,这些电力电子器件目前可以处理几千安培的电流和几千伏的电压。事实上,第28章中已经谈到,它们已经用于几十万伏的高压直流输电系统。这些开关器件已经应用于串联电容、无功补偿器、谐波滤波器以及超快速开关等设备。

  本章将介绍一些最近发展起来、在该领域经过测试的重要固态控制器。首先介绍输电系统的潮流控制器,它属于FACTS(柔性交流输电系统),随后将介绍用于配电的电力电子控制器。加州帕罗奥图的电力研究院(EPRI)与几个合作的设备制造商、电力公司在 FACTS 项目方面业界领先。

输电系统潮流控制器

在输电部分,本书将介绍以下器件:

a. 晶闸管控制的串联电容器(TCSC)

b. 静止同步补偿器(STATCOM)

c. 统一潮流控制器(UPFC)

d. 静态变频器

29.1 TCSC

29.2 游标调节

29.3 静止同步补偿器

29.4 消除谐波

29.5 UPFC

29.6 静态变频器

配电方案定制

29.7 配电系统中的扰动

29.8 为什么采用PWM变换器

29.9 配电系统

29.10 补偿器和电路分析

29.11 并联补偿器:工作原理

29.12 串联补偿器:工作原理

29.13 小结

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