特约主编寄语 | “柔性交流输配电技术”专栏

主编寄语

     随着以新能源为主体的新型电力系统建设发展，新能源发电占比不断提高，系统的安全性和经济性受到前所未有的挑战。柔性交流输配电技术以电力电子、先进通信计算技术为基础，可快速灵活调节交流电力系统状态参量，从而控制功率传输和分配，优化输电系统运行特性，已成为新型电力系统不可或缺的技术，在电力系统得到较为广泛的应用。

为了展示该领域的应用技术研究进展和发展趋势，交流学术和技术成果，《中国电力》组织策划了“柔性交流输配电技术”专栏，经过广泛征集、专家评审，从柔性交流输配电装备控制策略、装备研制和接入评估三个方面，遴选出8篇于本专栏刊出。
在柔性交流输配电装备控制策略方面，国网冀北电力有限公司许竞等人提出一种分布式电源并网逆变器、电压检测型有源滤波器共同参与的电压治理SVG优化配置策略，有效提升了电压治理效果。国网河北省电力有限公司张帆等人针对大规模光伏并入弱交流电网的次同步振荡问题，提出一种基于静止无功发生器附加阻尼控制策略抑制的方法，可有效抑制次同步振荡发生。
在装备研制技术方面，广东电网有限责任公司卢嘉豪等人提出一种无网侧变换器的可变频率变压器拓扑结构，可应用于异步电网互联；建立了双边对称和不对称工况的数学模型，研究了控制策略和故障穿越能力，提出了其最大功率传输控制策略。苏州大学胡蔡飞等人基于Jiles-Atherton逆模型对磁阀式可控电抗器（MCR）进行了数学建模，对比分析不同状态变量对MCR 输出特性的影响，优化了MCR 输出无功功率调控。南方电网超高压输电公司温才权等人在SVC现场设备实测基础上，通过三维电磁场仿真和实验室物理模型，研究了变电站电抗器敷设不同的屏蔽材料对直流电源电能质量的改善情况以及衍生问题，并提出了优化方案。
在接入评估方面，国网北京市电力公司于希娟等人对比了国际电工委员会IEC/TR 61000-3-6: 2008技术文件和英国G5/5工程导则的非线性负荷接入高压-超高压系统评估方法，从不同的角度开展了分析。华北电力大学马喜欢等人也针对这两种方法的评估效果，以某220 kV高铁牵引站接入为应用案例进行了对比分析。上述研究为非线性负荷接入评估提供了有力支撑。
随着新型电力系统技术的快速发展，作为重要支撑的柔性交流输配电技术，其研究如火如荼，新的学术成果频出。由于篇幅限制，本专栏未能将所有优秀文章在这里一一呈现，根据来稿情况后续仍会组织刊发。衷心感谢并欢迎广大电力科技工作者，继续在本技术领域勤奋耕耘，展现创新。相信会有越来越多的高水平文章，伴随着创新思想和技术进步，来到《中国电力》的学术平台，不断交流和碰撞。
最后，也衷心感谢各位评审专家给予的关心、指导和审查，感谢《中国电力》编辑部认真细致的策划编辑工作，保证了专栏的顺利和高质量出版，希望本专栏能为广大读者提供有益的启示和借鉴。

特约主编

毕天姝，华北电力大学副校长兼电气与电子工程学院院长、新能源电力系统国家重点实验室常务副主任，国家杰青、国家“万人计划”领军人才。主要从事电力系统保护控制、广域同步相量测量技术及应用等方面的研究。担任CIGRE 个人会员及B5.48工作组召集人，IEEE PES Distinguished Lecturer，担任IEEE Transactions on Power Delivery、IET Renewable Power Generation Journal、《中国电机工程学报》等多个期刊编委会委员。近5年主持国家重大科研仪器研制项目1项、基金重大国际合作研究项目1项、国家973课题1项、863课题1项、智能电网重点专项课题1项及多项国家电网公司和南方电网公司的科研攻关项目。授权国家发明专利30余项，在国内外权威学术期刊与国际会议上发表SCI、EI收录学术论文百余篇。先后获得国家科技进步二等奖1项、教育部技术发明一等奖2项、中国电工技术学会技术发明一等奖1项，其他省部级科技成果奖励7项，以及中国电力科学技术杰出贡献奖和茅以升北京市青年科技奖。

赵国亮，全球能源互联网研究院有限公司电力电子研究所副所长，长期从事电能质量、柔性输配电技术等领域研究工作。在电能质量领域主持研制了国内首台固态切换开关（SSTS）、国际首台统一电能质量调节器（UPQC）等核心设备，建设了国内首个优质电力园区，促进了定制电力技术在我国的发展。在电力电子领域，主持研制了国内首个户内统一潮流控制器（UPFC）、世界首套同步串联补偿器（SSSC），团队在国际上首次提出柔性变电站概念，并研制世界首套工程样机，在张家口等地示范应用，实现了我国在柔性输配电领域从跟随到超越，提高了我国国际影响力。

近5年来，参与各类项目共计19项，其中作为项目及课题负责人，完成了国家863和支撑计划课题2项，国家能源局项目1项，国家电网公司项目7项；并获得各类科技奖励15项，其中国家能源科技进步奖二等奖1项，省部级科技进步奖一等奖1项、二等奖2项、三等奖2项，国家电网公司科技进步奖二等奖1项，三等奖1项；授权专利42项，申请国际专利4项；发表论文16篇，其中第一作者6篇。入选国家、北京市、山东省、上海市科学技术奖评审专家库专家。

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01

摘要：为解决配电网中分布式电源(DG)高比例渗透引起的电压偏差问题，提高系统电压稳定性，提出一种DG并网逆变器和电压检测型有源滤波器（voltage detection based active power filter，VDAPF）参与电压治理的SVG优化配置策略。采用分区思想，提出基于社团理论的分区方法，选取各区域的主导治理节点作为SVG候选接入节点；建立SVG总投资成本最小和系统电压偏差治理效果最优的多目标SVG优化配置模型，并采用改进的遗传算法对配置模型进行求解；考虑DG并网逆变器和电压检测型APF剩余容量的不确定性，采用多场景分析技术构建一系列电压治理运行场景。以IEEE 33节点配电网结构为算例进行分析，验证了所提优化配置策略的有效性和合理性。

02

摘要：针对大规模光伏(photovoltaic, PV)并入弱交流电网的次同步振荡(sub-synchronous oscillation, SSO)问题，提出一种基于静止无功发生器(static var generator, SVG)附加阻尼控制策略抑制的方法。该方法提取PV并网点电压作为输入信号，通过附加次同步阻尼控制器(supplementary sub-synchronous damping controller, SSDC)生成与并网点次同步电压同相位的次同步电流信号，使SVG在次同步频率下等效为并联接入系统的正电阻，消耗SSO能量实现抑制。此外，详细分析了SSDC的结构和参数设计方法。最后，以西北某PV电站为实例，通过电磁暂态仿真验证了上述抑制控制策略在多种工况下的有效性，该控制策略可提高光伏系统的稳定裕量。

03

摘要：可变频率变压器（VFT）是一种能连接异步电网的新型灵活交流输电系统设备，其可传输功率的容量是重要的性能指标。针对传统控制策略未考虑转差率增大可能导致转子绕组超过额定容量的问题，对不同的转差率和定子无功功率情况下定子有功功率最大值进行研究；详细研究了采用串联变换器的VFT系统运行特性；对不同转差率进行了详细的工况分析。推导出最优定子无功功率给定值与转差率、额定视在功率和实际吸收无功功率之间的数学关系，并提出了VFT的最大功率传输（MPT）控制策略；通过硬件在环实验平台验证提出的MPT控制策略的有效性。实验结果表明，所提MPT控制策略能有效提高VFT的可传输功率，实现VFT的最大功率传输。

04

摘要：针对可变频率变压器转子电压不可控的问题，提出一种无网侧变换器的可变频率变压器（NGSC-VFT）拓扑结构。基于该拓扑结构，建立双边对称和不对称工况下NGSC-VFT的完整数学模型，并深入研究NGSC-VFT的控制策略。定子侧串联补偿变换器以维持直流母线电压、独立控制无功功率和消除定子负序电压为目标，转子侧串联补偿变换器以消除转子负序电压为目标。仿真结果表明：采用所提NGSC-VFT拓扑结构，无需网侧变换器即可维持直流母线电压，有功功率动态跟踪效果更快，直流电容电压更低，无功功率可独立控制，双边不对称工况下转矩和功率的波动得到进一步抑制。新拓扑提高了VFT系统的不对称故障穿越能力。

05

摘要：磁阀式可控电抗器(MCR)是电力系统中的无功补偿装置，其容量调节通过改变磁阀的铁心饱和度实现。为了对MCR的铁心饱和度进行实时、准确的分析，从而优化MCR的输出控制，保障铁心磁阀安全可靠工作，基于Jiles-Atherton (J-A)逆模型对MCR进行数学建模，并通过电磁计算程序，对比分析不同状态变量对MCR输出特性的影响。结果表明，励磁支路的直流激磁电流与饱和度具有较好的线性关系，可以作为铁心饱和度的分析及观测指标。研究及结论有助于实现MCR铁心饱和程度及励磁支路状态的在线监测，优化调控MCR输出无功功率。

06

摘要：大容量静态无功补偿装置（static var compensator，SVC）相控电抗器对站用低压直流电源影响问题特殊且严重。为深入了解SVC对厂站低压直流电源的影响，对某变电站SVC现场设备进行实测，进而对SVC及附近区域建立三维电磁场仿真模型。通过与现场的实测值进行对比，并在实验室建立等比例模型验证仿真的等效性，在此基础上分析在电抗器敷设不同的屏蔽材料对直流电源电能质量改善情况以及带来的衍生问题。结果表明：大型SVC相控电抗器对厂站低压直流电源的影响已超过规程允许值，而敷设硅钢片、铝板、铁板均可有效降低干扰，并且带来的电感变化、发热等情况在可接受范围内。

07

摘要：随着电力系统“双高化”的发展，非线性负荷或设备的容量越来越大，它们接入高压-超高压系统的需求越来越高。非线性负荷接入电网会向电网中注入谐波电流，造成电压波形畸变。为了评估非线性负荷的接入是否会对系统造成不可接受的电压谐波失真，国际电工委员会（IEC）制定的 IEC/TR 61000-3-6: 2008技术性文件和英国2020年颁布的G5/5工程导则给出了相应的评估方法。介绍了2个标准中非线性负荷接入高压-超高压系统的评估方法并进行对比分析，为电能质量谐波国标修订提供不同的视角和思考。

08

摘要：目前中国正持续快速建设高速电气化铁路网络。高铁负荷接入高压-超高压电网的需求越来越高，它们接入电网会注入谐波电流，造成电压波形畸变。为对比IEC/TR 61000-3-6: 2008技术性文件和英国G5/5工程导则中非线性负荷接入高压-超高压系统的评估方法，以某220 kV高铁牵引站接入为应用案例，开展评估及应用效果对比分析。研究成果为电能质量谐波国家标准的修订提供一些参考。

 往期回顾 

编辑：杨彪

审核：方彤

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