柔性配電與故障電流限制技術

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現(xiàn)磁耦合的配電裝置, 不僅實現(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 設備, IUT的推廣應用, 對于建設智能配電網(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、技術研發(fā)與試驗階段, 隨著電力電子技術的發(fā)展, 相信不久能有IUT 投入實際運行。

2. 7 輕型直流輸電( HVDC)

系統(tǒng)輕型HVDC 系統(tǒng)采用可關斷電力電子器件( 如IGBT ) 構成電壓源型換流站( VoltageSourced Converters, VSC) 進行直流傳輸( 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, 一是它可以同時而且獨立地控制有功功率與無功功率輸出, 不僅不需要交流側提供無功功率, 而且還能夠動態(tài)補償交流母線的無功功率; 二是電流能夠自關斷, 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; 三是其交流側的電流可控, 不會增加交流系統(tǒng)的短路容量。

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

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, 隨著電力電子技術的發(fā)展, 輕型HVDC 系統(tǒng)的設計容量會進一步提高, 獲得更為廣泛的應用。