Các FACTS là gì và tại sao chúng cần thiết trong hệ thống điện?
Hệ thống truyền tải điện xoay chiều linh hoạt (FACTS) là hệ thống dựa trên công nghệ điện tử nguồn, sử dụng các thiết bị tĩnh để tăng cường khả năng truyền tải và điều khiển của mạng lưới truyền tải điện xoay chiều.
Các thiết bị điện tử nguồn này được tích hợp vào lưới điện xoay chiều truyền thống để cải thiện các chỉ số hiệu suất chính, bao gồm:
Trước khi có công tắc điện tử nguồn, các vấn đề như mất cân bằng công suất phản kháng và độ ổn định được giải quyết bằng cách sử dụng công tắc cơ khí để kết nối tụ điện, cuộn cảm hoặc máy phát đồng bộ. Tuy nhiên, công tắc cơ khí có những nhược điểm quan trọng: thời gian phản ứng chậm, mài mòn cơ khí và độ tin cậy kém - hạn chế hiệu quả của chúng trong việc tối ưu hóa khả năng điều khiển và độ ổn định của đường dây truyền tải.
Sự phát triển của công tắc điện tử nguồn điện áp cao (ví dụ: thyristor) đã cho phép tạo ra các bộ điều khiển FACTS, cách mạng hóa quản lý lưới điện xoay chiều.
Tại sao cần thiết bị FACTS trong hệ thống điện?
Một hệ thống điện ổn định yêu cầu sự phối hợp chính xác giữa sản xuất và nhu cầu. Khi nhu cầu về điện tăng lên, việc tối đa hóa hiệu quả của tất cả các thành phần mạng trở nên cần thiết - và thiết bị FACTS đóng vai trò quan trọng trong quá trình tối ưu hóa này.
Điện năng được phân loại thành ba loại: công suất thực (công suất hữu ích/đúng cho mục đích cuối cùng), công suất phản kháng (do các yếu tố lưu trữ năng lượng trong tải) và công suất biểu kiến (tổng vector của công suất thực và công suất phản kháng). Công suất phản kháng, có thể là cảm hoặc dung, phải được cân bằng để ngăn nó chảy qua đường dây truyền tải - công suất phản kháng không kiểm soát làm giảm khả năng truyền tải công suất thực của mạng.
Các kỹ thuật bù (để cân bằng công suất phản kháng cảm và dung bằng cách cung cấp hoặc hấp thụ nó) do đó rất quan trọng. Các kỹ thuật này cải thiện chất lượng điện và nâng cao hiệu quả truyền tải.
Loại kỹ thuật bù
Các kỹ thuật bù được phân loại dựa trên cách các thiết bị được kết nối với hệ thống điện:
1. Bù串联技术 对不起，我似乎不小心在翻译过程中插入了一些中文。让我重新翻译这部分内容。 ### 重新翻译 **补偿技术的类型** 补偿技术根据设备与电力系统的连接方式进行分类： **1. 串联补偿** 在串联补偿中，FACTS 设备与传输网络串联连接。这些设备通常作为可变阻抗（例如电容器或电感器），其中最常见的是串联电容器。 这种方法广泛应用于特高压 (EHV) 和超高压 (UHV) 输电线路，以显著提高其功率传输能力。 没有使用补偿设备的输电线路的功率传输容量； \[ P = \frac{V_1 V_2 \sin(\delta)}{X_L} \] 其中， - \( V_1 \) = 发送端电压 - \( V_2 \) = 接收端电压 - \( X_L \) = 输电线路的感性电抗 - \( \delta \) = \( V_1 \) 和 \( V_2 \) 之间的相角差 - \( P \) = 每相传输的功率 现在，我们在输电线路中串联一个电容器。该电容器的容性电抗为 \( X_C \)。因此，总电抗为 \( X_L - X_C \)。因此，使用补偿设备后，功率传输容量为： \[ P = \frac{V_1 V_2 \sin(\delta)}{X_L - X_C} \] 因子 \( k \) 被称为补偿因子或补偿度。通常，\( k \) 的值在 0.4 到 0.7 之间。假设 \( k \) 的值为 0.5。 \[ P = \frac{V_1 V_2 \sin(\delta)}{X_L (1 - k)} \] 由此可见，使用串联补偿设备可以将功率传输容量增加约 50%。当使用串联电容器时，电压和电流之间的相角 \( \delta \) 比未补偿线路小。较小的 \( \delta \) 值提高了系统稳定性——这意味着，在相同的功率传输量和相同的发送端和接收端参数下，补偿线路比未补偿线路具有显著更好的稳定性。 **并联补偿** 在高压输电线路中，接收端电压的大小取决于负载条件。电容在高压输电线路中起着重要作用。 当输电线路带载时，负载需要无功功率，这最初由线路本身的电容提供。然而，当负载超过 SIL（冲击阻抗负荷）时，增加的无功功率需求会导致接收端电压显著下降。 为了解决这个问题，在接收端并联连接电容器组。这些电容器组提供了所需的额外无功功率，有效地减轻了接收端的电压下降。 线路电容的增加导致接收端电压上升。 当输电线路轻载（即负载低于 SIL）时，无功功率需求低于线路电容产生的无功功率。在这种情况下，接收端电压会高于发送端电压——这种现象称为费兰蒂效应。 为了防止这种情况，在接收端并联连接电抗器。这些电抗器吸收线路中的多余无功功率，确保接收端电压保持在其额定值。
