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變壓器, 是含有電力電子變換器且通過高頻變壓器實現磁耦合的配電裝置, 不僅實現傳統變壓器的變壓、電隔離和傳遞能量, 還可以控制潮流、電壓質量。作為一種集潮流與電能質量控制為一體的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, 可根據需要調整IUT 電壓與功率輸出, 使輸出電壓、波形穩定, 提高電能質量。

目前對IUT 研究還處在理論探討、技術研發與試驗階段, 隨著電力電子技術的發展, 相信不久能有IUT 投入實際運行。

2. 7 輕型直流輸電( HVDC)

系統輕型HVDC 系統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) 。它具有一系列傳統直流輸電所不具備的優點, 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, 其受端系統可以是無源網絡; 三是其交流側的電流可控, 不會增加交流系統的短路容量。

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

受電力電子器件功率的限制, 輕型HVDC 系統容量還相對較小, 隨著電力電子技術的發展, 輕型HVDC 系統的設計容量會進一步提高, 獲得更為廣泛的應用。