王 萧

（国网广安供电公司，四川 广安 638000）

一、FACTS控制器工作原理分析

（一）TCR

TCR，也被称作晶闸管控制电抗器，属于并联连接晶闸管控制电感，并且需要通过晶闸管将延迟角导通对电感值进行控制来形成有效电感，这样就可以对电感中的电流进行持续的控制，进而有效的改变系统潮流，但是TSR却需要以全部的导通或者使用截止跳变方法进行控制。其中TCR的基本原理如图1所示。

（二）SSSC

SSSC的工作原理主要是利用与同步补偿器进行串联的方式，不具备外部电源的支撑，并且输出电压同线路的电流矢量正交，同时电流和电压控制两者间不存在任何关系，而是利用对线路阻抗电抗性电压的增减来对传输的功率进行控制，此原理可以通过图2表示出来。一般来说，SSSC主要有能量吸收设备与瞬态额定储能，并且都可以有效的提高输电系统动态的性能。与此同时，还可以包括电流型变流器与电压型变流器。通常来讲，线路的电压应高于补偿器电压。

（三）STATCOM

STATCOM，即静止同步补偿器，属于并联无功补偿的静止同步发电机，可以与SVC相媲美，但是其实际的运行范围却比较广，并且调节的速度比较快。STATCOM的容性与感性输出电流都能够不依赖注入点电压进行一定的控制。静止同步补偿器使用的是电压型的交流器结构，并且无功补偿的电路内部直流电压主要是利用内部自给的形式进行，并按照同步电压源原理来控制电压与潮流。STATCOM可以当作FACTS控制器中最主要的无功补偿装置，不仅可以是电流型变流器，也可以是电压型变流器。可以使用图3来描述STATCOM在线路并联中的基本原理，并且也可以将其设计成有源滤波器，进而对电力系统中的谐波进行吸收。

（四）UPFC

UPFC，即统一潮流控制器，这是比较典型的一种具有综合性质的FACTS设备，可以实时控制并动态补偿交流输电系统。通常主要包括两个背靠背电压型的变流器来构成的，可以通过图四表示出来。其中，这两个交流器需要使用同一直流母线与储能电容。同时，有功功率能够在两变流器间的直流线路中的任何方向进行自由的流动，并且每一个变流器交流端的出端都可以进行独立产生与吸收无功的功率。

图1

图2

图3

图4

从图4中可以看出，第二个变流器功能主要是利用串联变压器对线路进行幅值与相角可控电压矢量的注入。第一个变流器主要是为第二个变流器进行公共直流母线所需有功功率的提供与吸收，进而对串联注入线路和电压间的有功功率进行有效的支撑。

二、FACTS在电力系统中的应用

（一）控制电力系统无功功率与电压

当电力系统中的电压处于稳定的情况下，对电压稳定性起到关键性作用的就是无功功率。电力系统无功功率是在相应的电力设备中，建立并维持磁场，同时实现电磁能量的转换，进而有效的为系统提供相应的电压支撑。一旦无功功率不足，就会使电压失去自身的稳定性，并出现恶性的循环，使电压产生崩溃现象。但是，如果系统的无功功率不足，必须要对其采取无功功率补偿措施。上面所阐述的SVG与STATCOM，以及UPFC和IPFC静止无功补偿装置与传统固定的电容器以及同步调的相机补偿装置进行对比，很明显其自身具备灵活、连续以及更加快速的无功功率补偿性能，进而可以更好的对电力系统可靠性与稳定性和经济性进行相应的提高。

（二）不断改善低频振荡

如果电力系统出现较小的扰动或者是故障，就会使发电机转子与电压和角频率产生有频率性的系统振荡现象。对电力系统的低频振荡现象可以采用两种方法，主要包括安装电力系统稳定器、降低有功功率送出。但是，第二种方法明显不经济，会直接影响到用户的使用。然而，第一种方法还可能使电力系统中的其他装置产生不利的影响，进而对系统整体的稳定性产生影响。所以，可以适当的加装FACTS控制器，这种方法不仅能够电网低频振荡的现象进行合理的改善，同时还能够根据实时的动态控制电力系统，使其能够更稳定的运行。

（三）有效提高暂态的稳定性

电力系统暂态稳定问题主要就是其受到扰动后不同发电机同步运行状况问题。产生上述问题的主要原因就是短路故障、电力系统元器件投切以及负荷突变变等。在一般情况下，FACTS控制器可以在电网即将发生故障的时候及时的为其提供快速响应，并对潮流进行动态控制，使电力系统暂态的稳定性得以提高。

三、柔性交流输电系统优势

FACTS可以对电力系统潮流分布进行控制，并且范围较大，而且能够有效的增加系统传输的容量。除此之外，能够对电网故障造成的危害进行合理的控制，有效的避免安全事故的发生。针对故障能够缩短响应时间，并可以更好的消除系统中的振荡，不断提高电力系统稳定性能。

结语

综上所述，文章对FACTS控制器的基本原理进行了分析，并阐述了在电力系统中的实际应用。通过对FACTS控制器的了解与掌握发现，FACTS控制器能够对电网出现的问题进行有效的解决，并且可以对潮流、电压与无功补偿进行连续、灵活并且快速的控制。能够有效的减少电网中存在的环流，在提高电力系统稳定性方面起着重要的作用。与此同时，在保证电网安全并经济运行的情况下，可以预测到，FACTS技术会在未来的发展中更加重要，并在电力系统中的作用越来越明显。

[1]彭湃，程汉湘，余音，等.FACTS 在电力系统中的应用[J].船电技术，2014（10）：39-40，45.

[2]李海琛，董萍，刘明波，等.基于线性化模型的含FACTS 装置的电力系统相对增益矩阵求解及应用[J].电力系统保护与控制，2012，40（04）：76-82.