1、高压直流输电(HVDC)技术

　　高压直流输电的应用场合归纳以下两大类：

　　⑴在不同频率的联网、因稳定问题而难以采用交流、远距离电缆输电等，这些技术上交流输电难以实现而只能采用直流输电的场合。

　　⑵在技术上两种输电方式均能实现，但直流比交流的技术经济性能好。

　　自1954年瑞典哥特兰的世界上第一项高压直流输电工程投运以来,高压直流输电技术已随着电力电子技术的突飞猛进而飞速发展,直流输电具有输电容量大、稳定性好、控制调节灵活等优点，对于远距离输电、海底电缆输电及不同频率系统的联网，高压直流输电拥有独特的优势。已作为高压交流输电技术的有力补充而在全世界广泛应用。我国幅员辽阔,西电东送、南北互供的电网发展战略

　　目前全世界众多直流输电工程中具有代表性的工程有：

　　?巴西伊泰普直流输电工程(ItaipuHVDCtransmissionproject)，世界上已建成投运的输电电压最高(±750kV)、输送功率最大(6000MW)的直流输电工程。

　　?魁北克—新英格兰直流输电工程(Quebec—NewEnglandHVDCtransmissionproject)，世界上最大的多端(5个换流站)直流输电工程。

　　我国的直流输电工程发展迅速，已投入运行的大型工程有：

　　?葛洲坝—上海直流输电工程(1990年)±500kV，1200MW，1064km。它既是我国第1条长距离大容量高压直流输电线路,又是区域电网直流互联工程。中国电力从此进入交直流混合输电的时代。

　　?三峡—常州直流输电工程第1条从三峡左岸至江苏常州,±500kV，3000MW，890km，第2条从三峡右岸至上海地区,额定容量3GW,额定电压±500kV,送电距离1000km。

　　?三峡—广州直流输电工程(2004年)±500kV，3000MW，962km

　　直流输电已是成熟技术，造价较高是其与交流输电竞争的不利因素。新一代的直流输电是指进一步改善性能、大幅度简化设备、减少换流站的占地、降低造价的技术。直流输电性能创新的典型例子是轻型直流输电系统(LightHVDC)，它采用GTO、IGBT等可关断的器件组成换流器，省去了换流变压器，整个换流站可以搬迁，可以使中型的直流输电工程在较短的输送距离也具有竞争力，从而使中等容量的输电在较短的输送距离也能与交流输电竞争。此外，可关断的器件组成换流器，由于采用可关断的电力电子器件，可以免除换相失败，对受端系统的容量没有要求，故可用于向孤立小系统(海上石油平台、海岛)的供电。轻型直流输电系统(LightHVDC)应用脉宽调制技术进行无源逆变，解决了用直流输电向无交流电源的负荷点送电的问题。今后还可用于城市配电系统，并用于接入燃料电池、光伏发电等分布式电源。

　　2、柔性(灵活)交流输电(FACTS)技术

　　随着电力电子元件单件容量向大功率及高电压的迅速发展,出现了一类为适应电力系统向远距离、大容量送电,需要对其参数实施快速控制的设备—柔性交流传输设备(FlexibleACTransmissionSystems,简称为FACTS),FACTS技术的概念问世于20世纪80年代后期，是一项基于电力电子技术与现代控制技术，对交流输电系统的实施灵活快速调节的输电技术。它是利用大功率电力电子器件的快速响应能力，实现对电压、阻抗、相位、有功潮流、无功潮流等的平滑控制。在不影响系统稳定性的前提下，提高系统传输功率能力、增大送电容量，改善电压质量，达到最大可用性、最小损耗的目标。FACTS提高了交流电网运行可控性，增强其抗御事故的能力。

　　FACTS技术经历了三个发展阶段，第一代FACTS技术，如可控串补(TCSC)、静止无功补偿器(SVC)等是基于自换相的半控器件(如晶闸管)的FACTS装置，第二代、第三代FACTS装置都是基于可关断器件GTO、IGBT、IGCT等组成的变流器，包括静止无功发生器(STATCOM)、静止同步串联补偿器(SSSC)、统一潮流控制器(UPFC)和相间功率控制器(IPFC)等。

　　据日本研究,对于跨距150km的输电系统,热容量极限为6600MW,常规送电额定容量为3700MW,装设FACTS设备后,不仅提高了系统的稳定性及可靠性,而且可使送电容量增加到4500MW。与新建线路相比,FACTS设备投资及安装费用少,还有利于环境保护。

　　新研制成功并应用于纽约电力系统中的转换静止补偿器(CSC)，证明FACTS功能已从“单个输电的控制器间接作用于全电网”的阶段，进入了“直接控制多回输电更有效地作用于全电网”阶段。如果在三峡升压变电站和出线上安装大功率CSC，可瞬时控制向多个方向输送的功率，从而快速控制大电网。FACTS装置在未来输配电系统中抗拒大事故发生及其连锁发展中具有更有效的作用。

　　尽管柔性交流输电技术已在多个输电工程中得到应用，并证明了它在提高线路输送能力、阻尼系统振荡、快速调节系统无功、提高系统稳定等方面的优越性能，但其推广应用的进展步伐比预期的要慢。主要原因之一是工程造价比常规的解决方案高，因此，只有在常规技术无法解决的情况下，用户才会求助于FACTS技术;另外，FACTS技术还需要进一步完善。目前FACTS技术的应用还局限于个别工程，如果大规模应用FACTS装置，还要解决一些全局性的技术问题，例如：多个FACTS装置控制系统的协调配合问题，FACTS装置与已有的常规控制、继电保护的衔接问题，FACTS控制纳入现有的电网调度控制系统问题等等。随着电力电子器件的性能提高和造价降低，以电力电子器件为核心部件的FACTS装置的造价会降低，在不久的将来会比常规的输配电方案更具竞争力。

　　3、定制电力(CustomPower)技术

　　定制电力是指将电力电子装置或称静态控制器，用于1kV到35kV的配电系统，以向对电能质量敏感的用户所提供的电力达到用户所需可靠性水平和电能质量水平。定制电力设备(或称控制器)采用先进的大功率可关断电力电子器件(如IGBT、IGCT、IEGT等)和数字信号处理器(DSP)测控技术，来实现对供电电压的动态调节和补偿。定制电力技术(CP，CustomPower)主要用于配电系统故又称为配电灵活交流输电(DFACTS)技术。

　　定制电力技术所要解决的问题主要是电网中普遍存在的“电压跌落”。电能质量调查显示：在所有配电系统事故中，电压跌落占70%-80%;而在输电系统事故中，电压跌落所占的比例超过96%。定制电力技术所解决的电能质量问题主要源于电力系统故障，其受影响的用户往往对电能质量和供电可靠性较一般用户有更高的要求。一次电能质量事故将导致严重的经济损失或重大的社会影响。目前在欧美各国对电压跌落的关注程度比其它有关电能质量问题的关注程度要大得多，在我国，随着社会经济的发展，电压跌落和短时断电的影响也逐渐引起了供电公司、用户及制造厂商的关注，特别是在一些高科技园区、大型医院、电信、银行、军工和重要的政府部门等。

　　自二十世纪八十年代末，国外便开始了定制电力技术措施的专题研究，并陆续地推出了相应的固态切换开关(STS)、静态电压调整器(SVR)、静态串联补偿器(SSC)、配电无功发生器(DSTATCOM)等产品化装置，并进行能量储存技术、静态电压调整技术、故障电流限制器、有源滤波及统一电能质量调节器(UPQC)等技术的研发和工程示范。这些技术的应用电压等级均为6&O1566;35kV。其中，STS的最大短路电流达25kA，响应时间小于1个周波，最大容量达6.9MVA;SSC的响应时间小于1/4周波，最大容量达10MVA，采用电容器或超导储能;DSTATCOM的响应时间小于1/4周波，最大容量达20MVA，采用电容储能。

　　其中应用晶闸管阀体为主要部件的串联补偿(SSC)主要针对源自配电系统的电压骤降和突升。