柔性配电与故障电流限制技术

2. 6 智能通用变压器( IUT)

IUT ( Intelligent Universal T ransformer) 又称为电力电子变压器或固态变压器, 是含有电力电子变换器且通过高频变压器实现磁耦合的配电装置, 不仅实现传统变压器的变压、电隔离和传递能量, 还可以控制潮流、电压质量。作为一种集潮流与电能质量控制为一体的DFACTS 设备, IUT的推广应用, 对于建设智能配电网具有十分重要的意义。

图5 为采用高频变换器的一种IUT 的构成原理图。IUT 在原边先将工频交流电或直流电通过电力电子变换器转换成高频信号, 然后通过中间高频变换器耦合至副边, 再利用电力电子变换器还原成工频交流电或直流电, 或其他形式的电能。由于采用高频变换器, 这种IUT 体积远小于常规变压器并且损耗也显著减小。通过对两边电力电子交换器的控制, 可根据需要调整IUT 电压与功率输出, 使输出电压、波形稳定, 提高电能质量。

目前对IUT 研究还处在理论探讨、技术研发与试验阶段, 随着电力电子技术的发展, 相信不久能有IUT 投入实际运行。

2. 7 轻型直流输电( HVDC)

系统轻型HVDC 系统采用可关断电力电子器件( 如IGBT ) 构成电压源型换流站( VoltageSourced Converters, VSC) 进行直流传输( 如图6所示) 。它具有一系列传统直流输电所不具备的优点, 一是它可以同时而且独立地控制有功功率与无功功率输出, 不仅不需要交流侧提供无功功率, 而且还能够动态补偿交流母线的无功功率; 二是电流能够自关断, 可以工作在无源逆变方式,不需要外加的换相电压, 其受端系统可以是无源网络; 三是其交流侧的电流可控, 不会增加交流系统的短路容量。

轻型HVDC 系统特别适用于远离电网的风电、太阳能、小水电等分布式电源(DER) 的并网联络, 如用于海上风电场并网。此外, 还适用于远离电网的海上钻井平台、小岛等孤立负荷供电。

受电力电子器件功率的限制, 轻型HVDC 系统容量还相对较小, 随着电力电子技术的发展, 轻型HVDC 系统的设计容量会进一步提高, 获得更为广泛的应用。