先进电力电子技术在智能电网中的应用(4)

4 中 国 电 机 工 程 学 报 第30卷

reactor，MCSR)分别于2006年9月在山西忻都开关站、2007年9月在湖北江陵换流站投运成功

[13]

。故

障电流限制器现在也已完成样机研制工作。 3.5 FACTS技术的发展方向

随着特高压战略和智能电网的实施和推进，必然会有更多的FACTS设备投入运行，未来5年我国FACTS发展主要集中在以下几个方向：1） 750 kV/1 000 kV可控串补技术的研究和应用；2）750 kV/1 000 kV可控高抗技术的研究和应用；3）静止同步串联补偿器(static synchronous series compensator，SSSC)关键技术研究；4）UPFC关键技术研究；5）基于广域测量系统(wide area measurement system，WAMS)的多FACTS协调控制技术研究。

4 直流输电技术在智能电网的应用

4.1 常规HVDC技术在智能电网的应用

超高压直流输电技术在远距离大容量输电、异步联网、海底电缆送电等方面具有优势，因而得到了广泛应用。而特高压直流输电更可以有效节省输电走廊，降低系统损耗，提高送电经济性，它为我国解决能源分布不均、优化资源配置提供了有效途径。截至2009年，我国已建成7个超高压直流输电工程和2个直流背靠背工程，直流输电线路总长度达7 085 km，输送容量近20 GW，线路总长度和输送容量均居世界第一。预计到2020年，我国将建成“强交强直”的特高压混合电网和坚强的送、受端电网，预计直流工程达50项，其中规划建设30多个特高压工程，包括5个±1 000 kV的直流工程[13-16]。

2007年底，向家坝至上海±800 kV/6 400 MW特高压直流示范工程开工建设，这是世界上第一条基于6英寸晶闸管阀的特高压直流工程。目前正在调试的灵宝II扩建工程是世界上首次开展基于6英寸晶闸管提升至4.5 kA换流阀的工程实践，为超/特高压直流输送进一步提升容量作好了技术储备。2009年初，±660 kV宁东—山东直流工程启动，其单阀的耐压水平创直流输电工程之最，单阀串连晶闸管级的数量创工程之最，而1 000 kV/5 kA的特高压直流工程的可行性也在研究之中。±800 kV及以上特高压直流换流阀接线方式均采用双12脉动换流阀构成，如图1所示。500及660 kV工程采用单12脉动换流阀构成。未来我国直流系统将形成125，500，660，800，1 000 kV的电压等级序列，形成额

图1 特高压直流换流站基本接线方式

Fig. 1 UHVDC project basic topology of coverter station

定电流3，3.5，4，4.5，5 kA的电流等级序列[14-17]。

超大容量直流输电的成功条件之一是受端有强大的交流系统，提供足够的短路电流(换相电流)，而受端负荷过大将直接影响直流系统的稳定，受端系统接受能力的研究是今后的重要课题[18]。 4.2 柔性直流技术在智能电网的应用

20世纪90 年代发展起来的柔性直流输电技术以电压源换流器(voltage source converter，VSC)和可关断电力电子器件绝缘栅双极晶体管(insulate- gate bipolar transistor，IGBT)为核心，是新一代更为灵活、环保的直流输电技术，其固有的技术优势将在降低城市配电网短路电流、解决可再生能源并网难题、海岛供电及向能源紧缺和特殊地区的供电等领域发挥积极作用。

柔性直流输电系统的换流器采用自换相方式，可四象限运行且有功、无功功率独立控制；有利于构成既能方便控制潮流又有较高可靠性的并联多端直流输电系统；用于联网时不增加系统的短路容量；各换流站可相互独立地控制，换流站之间无需通信。这些独特的技术优势使其在分布式发电接入、孤立负荷和偏远地区供电、城市电网联接等领域都可发挥积极作用[19]。

为了贯彻可持续发展的战略，我国正在大力推广风力发电，目前全国已累计建成100多个风电场，装机容量已超过10 GW，10 GW级风电基地建设也已全面启动。大规模风力发电并网目前存在许多难