3:简述输电网潮流控制的方法及其比较,FACTS技术在输电网潮流控制中的具体应用?可辅以图标、公式进行说明。
电力系统的潮流是由电源、负载和网络三者共同决定的。其中负荷一般是不可控的;而大电源的布局是在电网规划过程中,根据一次能源位置以及多种决定技术经济指标的因素来确定的,投人运行后,主要由系统调度和机组控制来动态调节其输出,能在一定程度上对电网潮流进行控制;分散发电电源,虽然其可控制性和灵活性较好,但相对来说,容量较小,对主于电网的潮流控制能力较弱。以下主要介绍通过对输电网的调节实现潮流控制的方法. 1)增建新的传输线路
2)串联阻抗补偿
3)采用移相器
4)采用并联补偿器
5)采用综合潮流控制器
2)FACTS技术在输电网潮流控制中的应用
控制线路阻抗X可有效控制线路的电流,它是控制潮流最有效的方法。 当传输角d(或功角)较小时,控制线路阻抗X或d 可有效控制有功功率。
在输电线路中以串联方式注入一个电压源,并假定它的相量垂直于线路电流,则对这个注入电压的控制可使线路电流幅值增大或减小,因而能显著改变有功功率的潮流(如静止同步串联补偿器,SSSC)。
4: 提高电网传输容量受到哪些因素的制约?可以采取哪些措施?
1)电网传输容量的主要因素包括热稳定极限、设备绝缘、理想线路的极限传输功率和电力系统稳定性。 2)电力系统稳定性 3)提高电网传输容量的措施
以单回500kV交流输电线路为例,其自然功率、热稳定极限和受稳定性约束的实际运行功率分别约为1000MW、3000MW和600~1700MW(美国平均在1000MW及以上,国内平均约为800MW)
调节注入电压的幅值和它与端点电压之间的相位,可控制线路电流的大小和相位。 串联控制器的容量通常占线路传输容量很少的一个百分比
因此,提高系统稳定性是提高电网传输容量的首要内容,其最终目标是将电网传输容量提高到热稳定和绝缘极限。 改善稳定性的方法:
首先需要在规划阶段合理安排电源和网络,如建设适当数量的输电线路、建立联系更紧密的电网、合理布置变电站、采用更快速的断路器等。对于已建成电网,主要是通过在运行过程采用各种控制手段来提高其稳定性,包括增设一些新的控制设备。
5:简述HVDC 与FACTS的主要区别。
HVDC和FACTS的最终目标是提高电力系统的整体运行性能。 HVDC和FACTS主要区别:
HVDC基于直流传输原理,使用电力电子技术是为了能将所传输的直流功率交换到既有的交流电网中,并通过控制这种功率交换来达到改善电力系统性能的目标;FACTS基于交流输电原理,使用电力电子技术是为了(等效地)改变交流电网的参数,从而调节其功率传输并达到改善交流电网运行性能的目标。
HVDC通过控制它与交流电网之间的功率交换来达到目标,要求HVDC能控制较大的功率,目前主要依赖高耐压和大容量的晶闸管器件;FACTS是通过调节交流电网的参数而“间接”控制电网功率其容量要求比HVDC低得多,大量的FACTS控制器可采用耐压和容量不及晶闸管的可关断器件。
两者在输电容量、输电距离、目标功能、投资和环境影响等方面存在一定的区别,各有其优势应用领域;FACTS技术虽然改善了HVAC系统的性能,但并没有对HVDC的传统应用领域造成根本性的冲击。但是随着可关断器件耐压和容量的不断提升,HVDC和FACTS之间的界限正在逐渐模糊.
FACTS 技术是基于电力电子技术改造交流输电的系列技术,它对交流电的无功功率、电压、电抗和相角可以进行控制,从而有效提高交流系统的安全稳定性,满足电力系统长距离、大功率安全稳定输送电力的要求, FACTS 技术从根本上改变了交流电网过去基本上只依靠缓慢、间断以及不精确设备进行机械控制的局面,为交流输电网提供了控制快速、连续和精确的控制手段以及输送优化潮流功率的能力,同时保证了系统稳定性,且有助于在事故发生时防止连续反应造成的大面积停电。
FACTS 技术的主要特点可以概括如下:
利用率;
6:什么是交、直流输电比较的等价距离?
在输送功率相同和可靠性指标相当的条件下,HVDC输电与HVAC输电相比,虽然换流站的投资比变电站的投资要高,但是直流输电线路的投资比交流输电线路的投资要低。当输电距离增加到一定值时,采用直流输电其线路所节省的费用,刚好能抵偿换流站所增加的费用,即二者的线路和网端设备的总费用相等,这个距离就称为交、直流输电比较的等价距离。
这里的等价距离概念只考虑了变电站和线路的成本,更详细的分析,还应该考虑输电容量、线路损耗、地价和维护费用等因素。等价距离是选择HVDC输电方式的重要经济技术指标,通常情况下,当输电距离大于等价距离时,采用 HVDC比采用 HVAC输电经济;反之则采用 HVAC输电比较经济。
备用发电机组容量可以从典型的18 %减少到15 % ,甚至更少,因而提高了联络线的输电能力,减少发电机备用容量; 电网和设备故障的影响可以得到有效的控制,防止事故扩大,减轻系统事故的影响;
采用电子开关,能快速而连续地对一次设备进行控制,提高系统阻尼,消除电力系统振荡,提高系统的稳定性; 经济性好。
FACTS 技术完全能与原输电方式协调;
采用电力电子开关,无机械磨损,控制信号功率小,控制灵活性高; 能快速、平滑调节,可灵活、方便、迅速地改变系统潮流分布; 线路的输送能力可增大到接近导线热极限,提高了送电线路的