柔性配電與故障電流限制技術(shù)

2. 6 智能通用變壓器( IUT)

IUT ( Intelligent Universal T ransformer) 又稱為電力電子變壓器或固態(tài)變壓器, 是含有電力電子變換器且通過高頻變壓器實(shí)現(xiàn)磁耦合的配電裝置, 不僅實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)變壓器的變壓、電隔離和傳遞能量, 還可以控制潮流、電壓質(zhì)量。作為一種集潮流與電能質(zhì)量控制為一體的DFACTS 設(shè)備, IUT的推廣應(yīng)用, 對于建設(shè)智能配電網(wǎng)具有十分重要的意義。

圖5 為采用高頻變換器的一種IUT 的構(gòu)成原理圖。IUT 在原邊先將工頻交流電或直流電通過電力電子變換器轉(zhuǎn)換成高頻信號, 然后通過中間高頻變換器耦合至副邊, 再利用電力電子變換器還原成工頻交流電或直流電, 或其他形式的電能。由于采用高頻變換器, 這種IUT 體積遠(yuǎn)小于常規(guī)變壓器并且損耗也顯著減小。通過對兩邊電力電子交換器的控制, 可根據(jù)需要調(diào)整IUT 電壓與功率輸出, 使輸出電壓、波形穩(wěn)定, 提高電能質(zhì)量。

目前對IUT 研究還處在理論探討、技術(shù)研發(fā)與試驗(yàn)階段, 隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展, 相信不久能有IUT 投入實(shí)際運(yùn)行。

2. 7 輕型直流輸電( HVDC)

系統(tǒng)輕型HVDC 系統(tǒng)采用可關(guān)斷電力電子器件( 如IGBT ) 構(gòu)成電壓源型換流站( VoltageSourced Converters, VSC) 進(jìn)行直流傳輸( 如圖6所示) 。它具有一系列傳統(tǒng)直流輸電所不具備的優(yōu)點(diǎn), 一是它可以同時而且獨(dú)立地控制有功功率與無功功率輸出, 不僅不需要交流側(cè)提供無功功率, 而且還能夠動態(tài)補(bǔ)償交流母線的無功功率; 二是電流能夠自關(guān)斷, 可以工作在無源逆變方式,不需要外加的換相電壓, 其受端系統(tǒng)可以是無源網(wǎng)絡(luò); 三是其交流側(cè)的電流可控, 不會增加交流系統(tǒng)的短路容量。

輕型HVDC 系統(tǒng)特別適用于遠(yuǎn)離電網(wǎng)的風(fēng)電、太陽能、小水電等分布式電源(DER) 的并網(wǎng)聯(lián)絡(luò), 如用于海上風(fēng)電場并網(wǎng)。此外, 還適用于遠(yuǎn)離電網(wǎng)的海上鉆井平臺、小島等孤立負(fù)荷供電。

受電力電子器件功率的限制, 輕型HVDC 系統(tǒng)容量還相對較小, 隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展, 輕型HVDC 系統(tǒng)的設(shè)計容量會進(jìn)一步提高, 獲得更為廣泛的應(yīng)用。