(1.国核电力规划设计研究院 北京海淀 100032;2青岛胶州水利勘测设计院 山东青岛 266300)
摘要：DFACTS技术是在FACTS各项成熟技术的基础上发展起来的电能质量控制新技术。DFACTS技术在电力系统中的应用主要是加强供电可靠性和稳定电能质量，提高输电系统输送容量。
关键词：电力电子技术 用户电力技术 电能质量 输送容量
引言
电力系统是电力电子技术应用的一个重要领域。电力电子技术和现代控制技术在配电系统中的应用,即用户电力技术(CUSTOM POWER)或称DFACTS技术,它是在FACTS各项成熟技术的基础上发展起来的电能质量控制新技术。
1 DFACTS技术的发展现状
柔性交流输电技术(FACTS)是一项基于电力电子技术与现代控制技术对交流输电系统的阻抗,电压及相位实施灵活快速调节的输电技术。在配电系统中迫切需要解决的问题是如何加强供电可靠性和稳定电能质量。电能质量控制既要满足对电压频率,谐波和不对称度的要求,又要控制各种瞬态的波动和干扰。电力电子技术和现代控制技术在配电系统中的应用,即用户电力技术(CUSTOM POWER)或称DFACTS技术,它是在FACTS各项成熟技术的基础上发展起来的电能质量控制新技术。
2概念的提出
2.1用户电力技术
用户电力技术(Custom Power)是美国电力科学研究院（EPRI）的N.G.Hingorani博士继在1986年提出柔性交流输电技术（Flexible AC Transmission System，简称FACTS）之后，于1988年针对配电网中供电质量问题提出的新概念。其主要内容是：对供电质量的各种问题采用综合的解决办法，在配电网和大量商业用户的供电端使用新型电力电子控制器。FACTS技术和用户电力技术都是以大功率可控硅为基础，与传统的电力系统技术相比具有精确、快速、灵活等特点，是解决电能质量问题的有效手段,是有变革性影响的前沿课题（柔性交流输电技术，智能控制和基于GPS的动态安全分析与监测系统）之一"。这两种技术分属于系统侧技术与用户侧技术。柔性输电装置侧重于输电系统,具有工作电压高,装置容量大等特点,用户侧技术具有装置容量小等特点,其功能往往是根据少数用户的要求而设计的。尽管两种技术的侧重点不同,使用目的和经济评价标准不同但是在使电网高度柔性化,提高输电能力的效果上是一样的。
2.2 DFACTS技术概念的提出
在用户电力和柔性交流输电概念的基础上，DFACTS概念被逐步定义。电能质量控制既要满足对电压频率,谐波和不对称度的要求,又要控制各种瞬态的波动和干扰。电力电子技术和现代控制技术在配电系统中的应用,即用户电力技术(CUSTOM POWER),用户电力技术(CP)和FACTS技术是快速发展的姐妹型新式电力电子技术。采用FACTS的核心是加强交流输电系统的可控制和增大其电力传输能力,发展CP的目的是在配电系统中加强供电的可靠性和提高供电质量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆CP和FACTS的共同基础技术是电力电子技术,各自的控制器在结构和功能上也相同,其差别仅是额定电气值不同,前二者已逐渐融为一体,即所谓的DFACTS技术。
3 DFACTS技术在电力系统中的应用
3.1 DFACTS技术对改善电能质量的作用
理想的电力系统应以工频50Hz的正弦波按规定的电压水平对用户供电，在交流电力系统中，三相的电压和电流应处于对称状态，且幅值大小相等，相位互差120°。由于系统各元件参数并不是理想线性或对称的以及非线性负荷的引入，加之调控手段的不完善以及运行操作、外来干扰和各种故障等原因，这种理想状态在实际当中并不存在，而由此产生电能质量(Power Quality)的概念。随着现代科学技术的发展，一方面，造成电能质量问题的因素不断增长，如以开关方式工作的工业交直流变换装置等非线性负荷的使用会引起电压电流的畸变，各种大型用电设备的启停等都会对电网电压造成冲击；另一方面，各种复杂的、精密的、对电能质量敏感的用电设备不断普及，人们对电能质量及可靠性的要求越来越高。近段时间提出的系统化综合补偿技术是解决电能质量问题的有效途径。对于解决稳态时的电压质量问题有许多成熟的措施;但对于动态电能质量问题,依靠传统的无功补偿和常规的滤波装置则不能有效地解决。
作为FACTS技术在配电系统应用的延伸——DFACTS技术(又称Custom Power技术)已成为提高电网供电可靠性和动态品质的重要途径。该技术的核心器件IGBT，比GTO具有更快的开关频率，并且关断容量已达MVA级，因此DFACTS装置具有更快的响应特性。
3.2 DFACTS技术对提高输电系统输送容量的作用
基于电力电子技术的灵活交流输电系统(FACTS)通过控制电力系统的基本参数来灵活控制系统潮流，使输送容量更接近线路的热稳极限，是提高输电系统输送容量的有效措施。目前主要的FACTS装置中串联补偿装置，如TSSC、TCSC等能使输电线路的阻抗变小，相当于缩短了输电线路的长度，因此是提高系统输送容量和暂态稳定性的重要手段；而并联补偿装置——STATCOM，通过与系统进行无功功率交换，以维持线路电压恒定，因此是抑制系统电压波动、闪变和提高系统稳定性特别是电压稳定性的有力工具；UPFC则综合了串、并联补偿的功能，能对线路电压、阻抗、相位进行控制，从而实现控制潮流、阻尼振荡、提高系统稳定性等多种功能。FACTS采用电子式的开关操作，无机械磨损，速度快；既可以断续调节，也可以连续调节被控系统的参数。这些特点可大大提高控制的灵活性，对系统暂态稳定性、动态品质的提高是有益的。
4 发展前景
综上所述,在DFACTS技术方面我们已取得了不少成就,DFACTA技术也拥有很大的发展前景,在DFACTS方面我国应加强系统研究,主要内容包括电能质量问题对不同用户影响的实验研究,电能质量监测和评估技术,综合补偿技术及系统化设计等。
参考文献
[1]韩英铎, 姜齐荣, 乐健, 严干贵. 现代电力与FACTS＆DFACTS技术. 电力设备,2003 Vol.4 No.1 P.5-10
[2]姜齐荣, 王强, 韩英铎. 新型静止无功发生器(ASVG)装置的建模及控制.清华大学学报,1997,37(7):21～25
[3]谢小荣, 姜其荣, 韩英铎. FACTS/DFACTS(柔性输配电系统）的原理及应用 2002 清华大学出版社
[4]林海雪. 论电能质量标准[J].中国电力，1997(3)：7-10 .
[5]肖湘宁，徐永海．电能质量问题剖析[J].电网技术，2001，25(3)：66-69.
作者简介
王霞，工作单位：国核电力规划设计研究院院 邮编：100032。
王霞，（1982年9月），女，山东菏泽籍，硕士研究生，专业：电力系统及其自动化，主要从事工作：输变电电气设计等。
王宁，工作单位：青岛胶州水利勘测设计院 邮编：266300。
王宁，（1984年2月），男，山东籍， 主要从事工作：低压供配电设计等。
论文作者:王霞,王宁
论文发表刊物:《电力设备》2016年第22期
论文发表时间:2017/1/18
标签：技术论文; 电能论文; 电力论文; 系统论文; 电压论文; 用户论文; 质量问题论文; 《电力设备》2016年第22期论文;