柔性電力技術(shù)2

柔性電力技術(shù)應(yīng)用示例韓民曉華北電力大學(xué)柔性電力技術(shù)研究所2011.3.25新能源發(fā)電技術(shù)太陽能光伏發(fā)電技術(shù)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)微燃?xì)廨啓C發(fā)電技術(shù)燃料電池技術(shù)儲能技術(shù)電能變換與控制技術(shù)太陽能光伏發(fā)電技術(shù)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)MGT發(fā)電技術(shù)發(fā)電機組型號最大功率（kW）額定電壓（v）額定頻率（Hz）電功率輸出形式啟動時間（秒）啟動成功率（%）使用環(huán)境溫度（℃）機組外廓尺寸（mm)機組重量（kg)OREDON100AC40050/60獨立發(fā)電<45>99.7-40~52900x600x40070可變速抽水蓄能技術(shù)發(fā)電效率的提高可再生能源電源發(fā)展與可變速抽水蓄能AFC的需要泵類負(fù)載輸入功率與回轉(zhuǎn)速度的關(guān)系調(diào)節(jié)方式定子頻率調(diào)節(jié)方式調(diào)節(jié)范圍大，容量大，造價高轉(zhuǎn)子勵磁調(diào)節(jié)方式調(diào)節(jié)范圍有限，但容量小，造價低n±n2=n1=同步轉(zhuǎn)速周波變換器方式AC－DC－AC方式可變速機組功率的調(diào)節(jié)

大河內(nèi)可變速抽水蓄能電站直流輸電技術(shù)（國際1）1954年瑞典哥特蘭島建立第一個HVDC系統(tǒng)；1984年巴西建立了電壓等級最高的±600kVHVDC系統(tǒng)；1998年阿根廷與巴西利用直流實現(xiàn)兩國電網(wǎng)的互聯(lián)；1954年至今全世界共有90余個已建、在建、或已退役的直流輸電工程，總?cè)萘考s為82163MW；目前世界上雙極容量最大的是伊泰普（ITAIPU）工程，雙極的容量為3150MW。直流輸電技術(shù)（國際2）輕型直流輸電工業(yè)性試驗工程（長10km、電壓為±10kV、輸送容量為3MW）于1997年在瑞典投入運行；2003年9月投運的美國康涅狄格到長島的CROSSSOUNDCABLE工程，額定容量為330MW，輸送距離40km；輕型直流輸電系統(tǒng)世界上已經(jīng)在瑞典、澳大利亞、丹麥、美國等國家正式投入運行或在建。直流輸電技術(shù)（國內(nèi)）1978年在上海投運了第一條31kV、150A、長度9km的直流輸電試驗線路；1987年完成寧波至舟山的直流試驗工程；1990年，葛上500kV直流工程投運，標(biāo)志著我國高壓直流輸電工程進入世界先進行列；1997年建設(shè)天廣直流，又重新引進了部分技術(shù),直流輸電技術(shù)得以銜接；1998年開始建設(shè)三峽送出直流工程；我國已成為世界上擁有直流輸電系統(tǒng)最多的國家，目前已經(jīng)投運和正在建設(shè)的直流工程有8項；三常、三廣、三右、貴廣工程雙極容量均為3000MW，容量位居世界第二位。正在建設(shè)中的±800kV特高壓直流。到2020年直流工程建設(shè)目標(biāo)：27各直流工程HVDC的構(gòu)成換流母線交流系統(tǒng)I無功補償設(shè)備交流濾波器直流線路Vd

I

換流站I平波電抗器直流濾波器橋I換流母線換流變壓器斷路器橋II圖1.1HVDC原理圖換流站II交流系統(tǒng)II無功補償設(shè)備交流濾波器換流變壓器Vd

II

斷路器±800kV特高壓直流調(diào)試現(xiàn)場（1）±800kV特高壓直流調(diào)試現(xiàn)場（2）±800kV特高壓直流調(diào)試現(xiàn)場（1）短片三滬直流輸電工程可控串補（TCSC）及其應(yīng)用串聯(lián)補償串聯(lián)補償與并聯(lián)補償：串聯(lián)補償?shù)难a償能力自動調(diào)節(jié)功能；同樣補償能力時的成本可控串聯(lián)補償與固定串聯(lián)補償：快速、連續(xù)地控制輸電線路的補償度；最優(yōu)潮流控制與功率換流的防止；抑制次同步振蕩；串聯(lián)電容器的保護；短路電流的限制TCSC的結(jié)構(gòu)可控電抗實現(xiàn)的基本原理可控電抗器支路電壓電流波形繪制TCSC的運行模式晶閘管旁通模式：晶閘管全導(dǎo)通，用于某些控制與保護晶閘管閉鎖模式：晶閘管觸發(fā)脈沖被封鎖，固定串補晶閘管可控模式基本運行方式FACTS（國際1）SVC裝置最大補償容量已達(dá)1000MVar以上，應(yīng)用的最高系統(tǒng)電壓為765kV；已有7個可控串補工程投入運行，其中3個在美國，1個在瑞典，2個在巴西；計劃采用可控串補的國家還有印度和澳大利亞等。目前串補技術(shù)應(yīng)用的最高系統(tǒng)電壓為765kV。

FACTS（國際2）STATCOM上世紀(jì)80年代由日本和美國首先研制出來，之后世界各國都相當(dāng)重視、競相研制，并完成了10多項的示范工程或?qū)嶋H工業(yè)工程；最近五年，隨著STATCOM研制技術(shù)的深入、新型大功率電子電子器件如IGCT等的出現(xiàn)，STATCOM在輸電系統(tǒng)應(yīng)用數(shù)量明顯增加；UPFC于1998年在AEP的Inez變電站投運；SSSC于2002年在NYPA的Marcy變電站投入運行。

FACTS（國內(nèi)）從80年代起，相繼從國外引進了6套SVC裝置；2000年11月，我國第一套500kV串補在徐州三堡變電所東三雙回線投入運行；可控串補國產(chǎn)化工程：甘肅電網(wǎng)220kV碧成線；上海電網(wǎng)黃渡分區(qū)±50MvarSTATCOM示范工程

TCSC安裝現(xiàn)場定制電力（CustomPower）依據(jù)不同用戶需求，提供不同質(zhì)量、不同形式、不同電源、不同電費的定制電力技術(shù)。PPP:優(yōu)質(zhì)電力工業(yè)園區(qū)；PPP中的電力電子設(shè)備：DVR/SSTS/UPS/APF/D-SVG/D-SVC柔性電力技術(shù)的發(fā)展方向與電力電子器件發(fā)展相關(guān)的內(nèi)容大電流/高耐壓/低損耗/高頻化與電力電子變換器發(fā)展相關(guān)的內(nèi)容功能更強/靈活/廉價/與電力電子系統(tǒng)發(fā)展相關(guān)的內(nèi)容多功能/高可靠性/智能化/網(wǎng)絡(luò)化掌握電力電子技術(shù)與未來發(fā)展（1）掌握電力電子技術(shù)與未來發(fā)展（2）掌握電力電子技術(shù)與未來發(fā)展（3）

柔性電力技術(shù)研究所介紹現(xiàn)代社會對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定與電能質(zhì)量的要求日益提高。而電力體制改革的推進、資源開發(fā)形態(tài)的制約、負(fù)荷特性的轉(zhuǎn)變對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定與電能質(zhì)量的提高構(gòu)成新的挑戰(zhàn)。電力系統(tǒng)越來越需要能夠?qū)ζ鋽?shù)量和質(zhì)量可以靈活控制的柔性電力技術(shù)。華北電力大學(xué)在原電力電子技術(shù)、城市供用電技術(shù)、智能保護與控制研究室的基礎(chǔ)上，于2001年整合組建了柔性電力技術(shù)研究所。該所的宗旨是積極推進柔性電力技術(shù)在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，為現(xiàn)代社會高穩(wěn)定性、高質(zhì)量、高靈活性、高效率的電力供應(yīng)與應(yīng)用提供新的解決方案。研究團隊

研究所共有教師12人，其中博士生導(dǎo)師1人，教授1人，副教授4人。博士研究生4人，碩士研究生80人。教師組成中，包括曾作為高級訪問學(xué)者出國研究歸來的知名教授、博士后留學(xué)回國長期從事柔性電力技術(shù)研究的中青年學(xué)者，有完成多項科研課題的年富力強的副教授和講師。研究所由韓民曉教授任所長，譚偉璞副教授任科研副所長，文俊副教授任教學(xué)副所長。研究領(lǐng)域可再生能源發(fā)電與并網(wǎng)技術(shù)高壓直流輸電與FACTS技術(shù)電能質(zhì)量分析與控制技術(shù)電力負(fù)荷建模與控制技術(shù)研究條件（1）多功能電力擾動發(fā)生裝置與組態(tài)方式電力負(fù)荷；通用電力電子變換器與控制器平臺；RTDS實時動態(tài)仿真系統(tǒng)高性能信號發(fā)生、示波與測量裝置；研究條件（2）擁有電力系統(tǒng)潮流與穩(wěn)定分析程序PSASP、BPA、PSS/E；擁有電磁暫態(tài)仿真程序PSPICE、MATLAB、PSCAD/EMTDC等仿真軟件；擁有電能質(zhì)量分析軟件ETAP、CYME、EDSA等仿真軟件；主要成果研究所已先后承擔(dān)二十多項科研課題的研究與開發(fā)工作，其中包括國家電力公司重大科研項目，國家自然科學(xué)基金項目，教育部博士點科研基金項目，教育部留學(xué)歸國人員啟動基金項目，教育部優(yōu)秀青年教師基金項目。累計科研經(jīng)費近兩千萬元。曾獲得國家電力公司科技進步獎2項，省部級獎2項，大學(xué)科技獎2項。研究所已出版電力電子與電能質(zhì)量專著6部，電力電子及電能質(zhì)量的校內(nèi)教材4部。在國內(nèi)外重要學(xué)術(shù)期刊、國際重要學(xué)術(shù)會議上發(fā)表論文近100篇。專利授權(quán)