電力系統(tǒng)應(yīng)用非線性設(shè)備的諧波評(píng)估

1、電力系統(tǒng)應(yīng)用非線性設(shè)備的諧波評(píng)估更新時(shí)間: 2006-12-28華北電力科學(xué)研究院 許 遐 摘自雜志1 概述供電公司有責(zé)任向用戶提供電壓質(zhì)量合格的電能。而電網(wǎng)和用戶使用設(shè)備中的非線性裝置產(chǎn)生的諧波都可以引起供電電壓發(fā)生畸變；直接與電力系統(tǒng)連接的非線性設(shè)備產(chǎn)生的諧波可以引起供電電壓畸變；供電系統(tǒng)參數(shù)在某些條件下可能形成系統(tǒng)諧振，也可以引起供電電壓發(fā)生畸變。為使整個(gè)電網(wǎng)電壓畸變保持在合適的限值范圍內(nèi)，供電公司和用戶必須相互協(xié)作，各自承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)任和義務(wù)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14549-1993電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波提供了供電公司和用戶雙方必須共同遵守的法規(guī)。諧波畸變是電力系統(tǒng)中描述電能質(zhì)量的眾多參數(shù)

2、中重要的一種，它直接影響到供電公司提供的電能質(zhì)量。執(zhí)行GB/T 14549-1993電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波規(guī)定的諧波畸變限值是供電公司能夠提供并使所有用戶都能得到質(zhì)量合格的電能的惟一措施。通過(guò)對(duì)每個(gè)用戶控制其注入諧波電流限值和控制整個(gè)電力系統(tǒng)的諧振條件，供電公司才能將全網(wǎng)電壓畸變率保持在所有用戶都可以接受的水平。1.1 諧波電壓的監(jiān)控GB/T 14549-1993電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波中規(guī)定了各個(gè)不同電壓等級(jí)的電壓畸變率限值。其作用在于：一方面用作考核供電公司提供用戶電能質(zhì)量的一種質(zhì)量指標(biāo)；另一方面可用作電網(wǎng)公司和電力用戶評(píng)估新建輸供電工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃指標(biāo)。供電系統(tǒng)諧波電壓畸變率是電力系統(tǒng)阻抗和

3、非線性負(fù)載注入系統(tǒng)諧波電流的函數(shù)，工程實(shí)際中很容易被測(cè)量，在工程實(shí)施中配套設(shè)計(jì)諧波補(bǔ)償裝置時(shí)也方便評(píng)估。如果電壓畸變率超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值，供電公司和用戶就可能要一起研究系統(tǒng)中設(shè)備運(yùn)行的問(wèn)題。供電公司需要仔細(xì)研究電力系統(tǒng)具體結(jié)構(gòu)參數(shù)及所要采取的補(bǔ)償措施。而用戶在裝設(shè)配電設(shè)備和諧波濾波及無(wú)功補(bǔ)償裝置時(shí)，也必須考慮投用該裝置引起的供電系統(tǒng)電壓畸變率。諧波濾波及無(wú)功補(bǔ)償器與配電設(shè)備必須在規(guī)定的供電系統(tǒng)電壓畸變率限值下安全運(yùn)行。1.2 諧波電流的監(jiān)控供電系統(tǒng)諧波電壓是注入系統(tǒng)的諧波電流和系統(tǒng)阻抗的乘積。任何供電系統(tǒng)，在諧波電壓畸變率超過(guò)規(guī)定的限值之前，只能容許承受注入有限的諧波電流。諧波電流畸變限值

4、主要是用在供電系統(tǒng)向多個(gè)用戶供電的公共連接點(diǎn)處，公平地分配有限的注入供電系統(tǒng)諧波電流允許值的一種措施。GB/T 14549-1993中規(guī)定的注入諧波電流允許值考慮了用戶之間用電協(xié)議容量的相對(duì)大小以及用戶與所連供電系統(tǒng)的最小方式下三相短路容量。在已有的系統(tǒng)中，電流畸變率受系統(tǒng)阻抗影響不顯著，主要由負(fù)載設(shè)備的特性所確定，在公共連接點(diǎn)處用有效的商用監(jiān)測(cè)裝置可方便地檢測(cè)到。在用戶設(shè)備中存在多個(gè)產(chǎn)生諧波的負(fù)載時(shí)，用戶注入的諧波電流之和通常要考慮各個(gè)諧波負(fù)載之間存在一定程度的抵消作用。因此，在公共連接點(diǎn)處檢測(cè)到的諧波電流遠(yuǎn)小于用戶各單個(gè)諧波負(fù)載的諧波電流代數(shù)和。在設(shè)計(jì)新的項(xiàng)目或擴(kuò)建已有的工程時(shí)，采用GB/

5、T 14549-1993規(guī)定的注入諧波電流允許值指標(biāo)，對(duì)于化解供電公司和用戶之間特殊的矛盾是非常有用的。通過(guò)了解用戶設(shè)備中產(chǎn)生諧波的負(fù)載類型，可以預(yù)估諧波電流畸變的水平，并在設(shè)計(jì)階段就能決定是否需要采用諧波控制措施。對(duì)于新報(bào)裝用戶內(nèi)部產(chǎn)生的諧波問(wèn)題，在設(shè)計(jì)階段也可以用類似的方法加以評(píng)估。在GB/T 14549-1993中注入諧波電流允許值是由諧波電壓畸變率的限值導(dǎo)出的，以保證每個(gè)用戶的非線性設(shè)備向系統(tǒng)注入的諧波電流不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)形成不可接受的諧波電壓畸變率，所以采用注入諧波電流允許值給供電公司和廣大用戶提供了共同的可操作性。通過(guò)共同努力，供電公司才有可能實(shí)現(xiàn)向所有用戶提供質(zhì)量合格的電能。當(dāng)然有時(shí)

6、候，即使所有用戶負(fù)載注入的諧波電流都維持在規(guī)定的允許值范圍內(nèi)，系統(tǒng)的電壓諧波畸變率仍可能超過(guò)規(guī)定的限值。因?yàn)橛糜谘a(bǔ)償功率因數(shù)和調(diào)整電壓而安裝的電容器組可能會(huì)放大某次諧波電流分量，而造成不可接受的電壓諧波畸變率。當(dāng)這類問(wèn)題發(fā)生時(shí)，可以采用測(cè)量?jī)x器進(jìn)行測(cè)量，幫助分析。測(cè)量諧波電流有助于確定重要的諧波發(fā)生源；在不同系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中測(cè)量電壓諧波畸變率有助于確定重要的系統(tǒng)諧振條件而加以克服。如果供電公司和廣大用戶都使用調(diào)諧的電容器組，那么通常就可以避免系統(tǒng)諧振。2 電力系統(tǒng)應(yīng)用非線性設(shè)備的諧波評(píng)估為了改進(jìn)現(xiàn)代電力系統(tǒng)的性能，人們不斷地設(shè)計(jì)和使用新的設(shè)備。這類新設(shè)備大多數(shù)是具有產(chǎn)生諧波的共同特性的電力電子設(shè)備，

7、其中包括靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償器（SVC），高壓直流（HVDC）換流器，可控串聯(lián)補(bǔ)償裝置（TCSC），靜止同步發(fā)生器（SSG），靜止同步補(bǔ)償器（STATCOM）、統(tǒng)一潮流控制器（UPFC）等柔性交流輸電系統(tǒng)（FACTS）及用于配電系統(tǒng)的用戶側(cè)電力電子設(shè)備等。在核定這些設(shè)備的設(shè)計(jì)參數(shù)時(shí)，電網(wǎng)公司一般可采用電壓諧波畸變率限值和諧波電流允許值。作為通用的法規(guī)，這些電力電子設(shè)備的運(yùn)行所引起電壓和電流的畸變率值不能超過(guò)GB/T 14549-1993規(guī)定的限值。通常將可能產(chǎn)生諧波的設(shè)備應(yīng)用在電力系統(tǒng)時(shí)，供電公司會(huì)要求設(shè)備供應(yīng)商一起進(jìn)行深入的諧波研究，共同來(lái)評(píng)價(jià)各種設(shè)備和系統(tǒng)的參數(shù)、可能對(duì)電網(wǎng)引起的畸變水平及產(chǎn)生的影

8、響。這些例行工作一般包括建立較為詳細(xì)的設(shè)備和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型及使用諧波仿真計(jì)算工具等。諧波仿真計(jì)算包括對(duì)非線性設(shè)備運(yùn)行時(shí)注入諧波的系統(tǒng)響應(yīng)頻率特性進(jìn)行掃描。仿真計(jì)算的結(jié)果是給出各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的系統(tǒng)阻抗與頻率的特性曲線圖，如圖1所示，負(fù)荷具有阻尼諧振的作用。在圖中可方便地查驗(yàn)將會(huì)放大諧波分量而導(dǎo)致電壓畸變率升高的諧振點(diǎn)，包括由系統(tǒng)電感和線路（或電纜）的電容及電容器組的綜合作用而形成的各個(gè)串聯(lián)諧振點(diǎn)（低阻抗）和并聯(lián)諧振點(diǎn)（高阻抗）。為了避免系統(tǒng)發(fā)生諧振，需要對(duì)許多不同的系統(tǒng)運(yùn)行條件進(jìn)行評(píng)估分析，如電容器組不同的配置結(jié)構(gòu)、不同的負(fù)荷條件、不同的供電方式以及不同的環(huán)境溫度等。 諧波仿真計(jì)算也用來(lái)評(píng)估分析系統(tǒng)

9、諧波電壓的分布和各條線路流入的諧波電流。通過(guò)頻譜掃描能夠檢測(cè)最值得關(guān)心的系統(tǒng)運(yùn)行條件，同時(shí)可以預(yù)測(cè)一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)生諧波的設(shè)備對(duì)所連系統(tǒng)造成的電壓和電流畸變的程度；通過(guò)不斷調(diào)整新接入的各個(gè)環(huán)節(jié)的參數(shù)，保證整個(gè)系統(tǒng)不會(huì)超過(guò)可以接受的電壓畸變率限值以及諧波電流注入值不會(huì)引起設(shè)備的過(guò)負(fù)荷或通信干擾問(wèn)題。3 靜止無(wú)功補(bǔ)償器（SVC）的應(yīng)用為了在系統(tǒng)正常和最小方式條件下改進(jìn)電壓控制和系統(tǒng)穩(wěn)定性，在輸電系統(tǒng)中應(yīng)用靜止無(wú)功補(bǔ)償器（SVC）；在電弧爐供電中也可用靜止無(wú)功補(bǔ)償器來(lái)控制電壓閃變和調(diào)整功率因數(shù)?；谙嗨频淖饔?，靜止無(wú)功補(bǔ)償器也可應(yīng)用在配電系統(tǒng)。大多數(shù)靜止無(wú)功補(bǔ)償器（SVC）是采用晶閘管控制電抗器來(lái)連續(xù)控

10、制無(wú)功補(bǔ)償水平。圖2是一個(gè)典型的靜止無(wú)功補(bǔ)償器單線圖，它可用于控制輸電系統(tǒng)和電弧爐或其它變動(dòng)負(fù)載的無(wú)功波動(dòng)及三相電壓不平衡。靜止無(wú)功補(bǔ)償器運(yùn)行時(shí)，由于晶閘管對(duì)電抗器的控制作用不允許全周期導(dǎo)通，所以晶閘管控制電抗器（TCR）要產(chǎn)生諧波電流。對(duì)單獨(dú)的TCR，產(chǎn)生的諧波成分包括所有奇次諧波（假設(shè)在上下兩個(gè)半周波中對(duì)稱點(diǎn)燃導(dǎo)通）。在一個(gè)平衡的三相結(jié)構(gòu)中，3的整數(shù)倍次諧波（3，9，15等）可被消除。諧波電流幅值的大小隨著晶閘管導(dǎo)通角的變化而變化，如圖3中所示。 諧波評(píng)估主要包括對(duì)晶閘管觸發(fā)角全范圍的可能產(chǎn)生的諧波及各種可能的系統(tǒng)條件的分析。一般地，應(yīng)采用由調(diào)諧式電容器組構(gòu)成的諧波濾波器并聯(lián)于TCR來(lái)消除

11、TCR所產(chǎn)生的諧波。對(duì)于輸電系統(tǒng)的應(yīng)用，濾波器可以包括5次和7次諧波的調(diào)諧濾波器以及高通濾波器。對(duì)于電弧爐供電的應(yīng)用，濾波器可以包含一個(gè)帶有阻尼電阻的3次諧波濾波器，用來(lái)防止電弧爐運(yùn)行時(shí)可能產(chǎn)生的非特征諧波的放大。最重要的是，應(yīng)將SVC設(shè)計(jì)成這樣：當(dāng)TCR運(yùn)行時(shí)這些濾波器都一直能穩(wěn)定投用；同時(shí)，要進(jìn)行系統(tǒng)諧波特性的審查，在連接點(diǎn)處電壓諧波畸變率確定沒(méi)有超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值。審查還必須包括諧波電流的評(píng)估，除了SVC產(chǎn)生的以外，還有整個(gè)系統(tǒng)中其它諧波源裝置（用戶負(fù)荷）產(chǎn)生的諧波電流。2000年10月，神朔電氣化鐵路開通。電氣化鐵路運(yùn)行經(jīng)濟(jì)，控制靈活，運(yùn)力大，污染低。電鐵牽引負(fù)荷是單相非線性沖擊負(fù)

12、荷，它對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量污染嚴(yán)重，其大功率整流裝置的非線性，會(huì)產(chǎn)生很大的高次諧波，使電網(wǎng)電壓波形產(chǎn)生嚴(yán)重畸變。單相供電牽引產(chǎn)生巨大的負(fù)序電流，引起三相供電的不平衡；供電大功率和沖擊性，引起供電電壓的波動(dòng)和閃變；機(jī)車運(yùn)行需大量的無(wú)功補(bǔ)償及其不穩(wěn)定性，造成無(wú)功補(bǔ)償困難，電壓偏移加大，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性差。神木330 kV變電站投運(yùn)前，向神朔電氣化鐵路供電的神木變電站110 kV側(cè)的負(fù)序電流、電壓偏移及高次諧波都嚴(yán)重超標(biāo)。2000年11-12月神木發(fā)電公司2臺(tái)發(fā)電機(jī)組被迫停運(yùn)，損失發(fā)電量超過(guò)1億kWh。2001年330 kV神木變投運(yùn)后，供電質(zhì)量得到了一定的改善。根據(jù)實(shí)測(cè)，330 kV神木變2臺(tái)主變并列運(yùn)行時(shí)，

13、神木發(fā)電公司單機(jī)組運(yùn)行，發(fā)電機(jī)中負(fù)序電流可達(dá)其額定電流的15%（規(guī)定值8%）， 2臺(tái)機(jī)組同時(shí)運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)中負(fù)序電流也可達(dá)到8%臨界值。為保證發(fā)電公司能正常發(fā)電，330 kV主變只能采用分列運(yùn)行方式，1臺(tái)供神木發(fā)電公司發(fā)電進(jìn)網(wǎng)，1臺(tái)供電鐵牽引站送電，電鐵諧波等污染大部分進(jìn)入電網(wǎng)。但在這種方式下，單機(jī)組發(fā)電時(shí)，發(fā)電機(jī)中的負(fù)序電流仍有時(shí)超過(guò)8%。由于電鐵的影響，神木發(fā)電公司在運(yùn)行中還經(jīng)常出現(xiàn)發(fā)電變差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)、循環(huán)水泵電機(jī)過(guò)負(fù)荷等故障。神木變2臺(tái)330 kV主變要分列運(yùn)行，發(fā)電廠要2臺(tái)機(jī)并列運(yùn)行才能正常發(fā)電，不僅限制了電網(wǎng)的運(yùn)行調(diào)度，而且也使電鐵供電和神木公司發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行可靠性大大下降。因此，神華

14、集團(tuán)公司在神朔電鐵供電線路上加裝靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置（SVC）治理電鐵牽引站對(duì)電網(wǎng)所產(chǎn)生的污染，包括抑制諧波、提高功率因數(shù)、快速連續(xù)無(wú)功調(diào)節(jié)、抑制電壓波動(dòng)和閃變、解決三相不對(duì)稱等問(wèn)題。方案實(shí)施后取得預(yù)期的效果。其具體的系統(tǒng)單線圖如圖4所示。SVC成套裝置的主要參數(shù)如下：晶閘管觸發(fā)方式選用光電觸發(fā)；冷卻方式選用熱管自冷；控制系統(tǒng)為雙CPU全數(shù)字控制系統(tǒng)；調(diào)節(jié)范圍為100% +100%；響應(yīng)時(shí)間：10 ms；TCR額定容量為76.5 MVA；FC額定容量為66.36 Mvar。 4 可控串補(bǔ)裝置（TCSC）的應(yīng)用在超高壓遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)中采用串聯(lián)電容補(bǔ)償（簡(jiǎn)稱串補(bǔ)）裝置是提高輸電線路傳輸能力和改善

15、線路運(yùn)行情況的一種經(jīng)濟(jì)有效的方法。串補(bǔ)可以提高遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)的傳輸容量和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低電壓偏差，改善傳輸功率的分配?？煽卮a(bǔ)是近年來(lái)從固定串補(bǔ)裝置發(fā)展起來(lái)的新設(shè)備。可控串補(bǔ)相對(duì)于常規(guī)的固定串補(bǔ)（FSC）而言，既保持了固定串補(bǔ)的所有優(yōu)點(diǎn)又彌補(bǔ)了固定串補(bǔ)的不足，是目前FACTS技術(shù)中實(shí)用性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性好的一類裝置，有較好的應(yīng)用前景。目前世界上已有10個(gè)可控串補(bǔ)裝置分別在美國(guó)、瑞典、巴西和中國(guó)投入實(shí)際運(yùn)行。我國(guó)已經(jīng)有兩個(gè)可控串補(bǔ)裝置，包括2003年6月投運(yùn)的天廣線500 kV平果可控串補(bǔ)裝置及2004年12月投運(yùn)的第一個(gè)國(guó)產(chǎn)化可控串補(bǔ)裝置甘肅碧口至成縣220 kV可控串補(bǔ)裝置。在遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)中安

16、裝TCSC，由于其電抗值可在一定范圍內(nèi)快速連續(xù)變化，所以它不但能補(bǔ)償線路電抗，提高傳輸能力，還能抑制低頻振蕩和次同步諧振，提高系統(tǒng)的靜態(tài)和暫態(tài)穩(wěn)定性。TCSC裝置可在系統(tǒng)短路故障期間通過(guò)迅速調(diào)整串補(bǔ)等效容抗值來(lái)提供強(qiáng)行補(bǔ)償功能，使線路的輸送功率增加，減小發(fā)電機(jī)間的相對(duì)搖擺角，從而可少切甚至不切機(jī)而保持系統(tǒng)穩(wěn)定。TCSC與FSC相比不僅具有FSC所有的功能，而且還有下列特殊功能。a.潮流控制。由于TCSC可以連續(xù)改變等效串聯(lián)電容的容性值，即可以連續(xù)改變線路的電抗，因此這種裝置可以用來(lái)進(jìn)行潮流控制，改善電網(wǎng)中的潮流分布。b.提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性。由于晶閘管的快速控制作用，在系統(tǒng)受到大的沖擊時(shí)，可

17、通過(guò)調(diào)整晶閘管的觸發(fā)角改變串補(bǔ)裝置的補(bǔ)償度，提高電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性，增加輸電線路的送電能力。 c.阻尼線路功率的振蕩。TCSC可以阻尼由于系統(tǒng)阻尼不足或由于系統(tǒng)大擾動(dòng)引起的低頻功率振蕩。采用串聯(lián)補(bǔ)償后, 一個(gè)突出的問(wèn)題是過(guò)高的串聯(lián)補(bǔ)償度有可能引起次同步諧振，從而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組軸系損壞。采用固定串聯(lián)補(bǔ)償時(shí)，串聯(lián)補(bǔ)償度一般不應(yīng)超過(guò)50%。而采用可控串聯(lián)補(bǔ)償時(shí)，因不會(huì)引起次同步諧振，串聯(lián)補(bǔ)償度可接近100%。因此在實(shí)際的電力系統(tǒng)中，通常是將固定串補(bǔ)和可控串補(bǔ)相結(jié)合，如圖5所示，既可以實(shí)現(xiàn)可控串補(bǔ)的控制功能，又能降低成本。TCSC裝置的一次主回路主要由4種元件組成：電容器組C、電感L、雙向晶閘管SCR

18、以及氧化鋅避雷器MOV。此外還有旁路斷路器、觸發(fā)間隙等保護(hù)裝置。 TCSC通過(guò)控制晶閘管的觸發(fā)角改變流經(jīng)電抗器的電流值，從而改變TCSC的電抗，故在線路中電流會(huì)產(chǎn)生不同程度的畸變。TCSC采用不同觸發(fā)角控制時(shí)，可以在4種模式下工作。a.晶閘管閉鎖模式：此時(shí)的觸發(fā)角等于180 ，TCSC的運(yùn)行特性如同F(xiàn)SC，此時(shí)對(duì)應(yīng)的容抗值稱為基本容抗值。b.容性調(diào)節(jié)模式：此時(shí)觸發(fā)角大于臨界角度，且低于180 ，TCSC的容抗值在其容性最小值和容性最大值之間可調(diào)，而容性最大值通常是最小值的1.73.0倍。c.旁路模式：此時(shí)的觸發(fā)角等于90，TCSC呈現(xiàn)一小感抗。d.感抗調(diào)節(jié)模式：此時(shí)觸發(fā)角大于90，且小于臨界角

19、度，TCSC呈現(xiàn)為一感性可調(diào)電抗。特別要注意的是，在感抗調(diào)節(jié)模式下可控串補(bǔ)將產(chǎn)生較大的諧波分量，對(duì)系統(tǒng)安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行不利，實(shí)際工程中一般不要采用。在實(shí)際運(yùn)行中，由于受到很多條件的限制，可控串補(bǔ)裝置只能在一定的范圍內(nèi)運(yùn)行，這些限制條件包括：電容和電感的內(nèi)部諧振區(qū)、電容器過(guò)載能力、MOV電壓保護(hù)、諧波電流等，應(yīng)注意加強(qiáng)對(duì)產(chǎn)生較大高次諧波電流的運(yùn)行模式的監(jiān)控。我國(guó)500 kV平果可控串補(bǔ)裝置系南方電網(wǎng)第一個(gè)串聯(lián)補(bǔ)償裝置，2002年12月11日開工建設(shè)，2003年6月28日正式投運(yùn)。該串補(bǔ)裝置加裝在500 kV天平一、二回線平果側(cè)，每回線額定補(bǔ)償度為40%，額定補(bǔ)償容量為400 Mvar?？煽嘏c固定部

20、分裝在同一個(gè)平臺(tái)上，其中固定部分補(bǔ)償度為35%，補(bǔ)償容量為350 Mvar，可控部分補(bǔ)償度為5%，補(bǔ)償容量為55 Mvar。2套獨(dú)立運(yùn)行的TCSC 分別裝在2條并行的線路上，每組都有固定和可控補(bǔ)償兩部分。其設(shè)計(jì)的新穎之處是采用了光直接觸發(fā)的大功率晶閘管（LTT）和晶閘管旁路保護(hù)，可應(yīng)付嚴(yán)重故障。平果站的可控串補(bǔ)的設(shè)計(jì)是在每個(gè)平臺(tái)上都裝有可控部分和固定串補(bǔ)部分。對(duì)固定串補(bǔ)部分的保護(hù)，用MOV和放電間隙是最經(jīng)濟(jì)的保護(hù)方案，可以解決所有交流系統(tǒng)故障情況；而對(duì)于可控部分的保護(hù)，在內(nèi)部故障時(shí)通過(guò)晶閘管保護(hù)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。平果TCSC對(duì)提高南方電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定水平的能力主要表現(xiàn)在：串補(bǔ)縮短線路電氣距離，拉近線路兩

21、側(cè)系統(tǒng)；在故障后，TCSC可迅速調(diào)節(jié)串補(bǔ)度，進(jìn)一步提高暫態(tài)穩(wěn)定水平。平果TCSC可顯著阻尼南方電網(wǎng)區(qū)域間弱阻尼低頻功率振蕩，系統(tǒng)故障后振蕩的衰減加快，對(duì)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有利。5 高壓直流（HVDC）輸電換流器的應(yīng)用 直流輸電可以提供電力的異步傳輸，高壓及特高壓直流輸電已常用于大功率長(zhǎng)距離輸電及非同步系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。高壓直流輸電換流站的主要設(shè)備有換流閥、換流變壓器、平波電抗器、直流濾波器、交流濾波器、直流避雷器、交流避雷器、無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備、控制保護(hù)裝置、遠(yuǎn)動(dòng)通信設(shè)備等。特高壓直流輸電換流站主要是直流側(cè)電壓高、容量大，對(duì)換流閥、換流變壓器平波電抗器、直流濾波器、直流避雷器等設(shè)備則提出更高的要求。已有的高

22、壓直流輸電換流站多數(shù)采用他激式變換器，隨著大容量半導(dǎo)體元件的迅速發(fā)展，大容量的自激式變換器已經(jīng)投入實(shí)際運(yùn)行。高壓直流輸電換流站應(yīng)用單線圖如圖6所示。高壓直流輸電換流站也常用于背靠背直流輸電工程，該項(xiàng)裝置適用于區(qū)域電網(wǎng)之間的非同步（同頻率或非同頻率）聯(lián)網(wǎng)。由于沒(méi)有直流線路，直流系統(tǒng)可以選用較低的額定電壓，連接方式可采用單極12脈動(dòng)，也可采用雙極12脈動(dòng)；換流器可采用1組，也可采用2組或2組以上換流器并聯(lián)，以增大輸送容量，整個(gè)直流系統(tǒng)的絕緣水平和費(fèi)用也可以降低。換流技術(shù)可采用傳統(tǒng)的直流輸電換流技術(shù)，也可采用電容換相式換流技術(shù)（Capacitor Commutated Convertors）和輕型直流換流技術(shù)。國(guó)內(nèi)外已經(jīng)投入運(yùn)行的背靠背直流輸電工程有十幾個(gè)，分布在世界各地，大部分采用傳統(tǒng)的換流技術(shù)，其中巴西的Garabi和美國(guó)Rapid City 背靠背直流工程采用電容換相式換流技術(shù)，美國(guó)Eagle Pass背靠背換流站采用輕型直流換流技術(shù)。我國(guó)河南省境內(nèi)國(guó)產(chǎn)化的靈寶背靠背換流站也是采用傳統(tǒng)的換流技術(shù)，2005年7月投入商業(yè)運(yùn)行。高壓直流輸電換流站也常用于輕型高壓直流(HVDC Light)輸電工程。輕型高壓直流輸電技術(shù)是以絕緣柵雙極晶體管（IGBT）