1、高壓直流輸電(HVDC)技術

高壓直流輸電的應用場合歸納以下兩大類：

⑴在不同頻率的聯網、因穩定問題而難以采用交流、遠距離電纜輸電等，這些技術上交流輸電難以實現而只能采用直流輸電的場合。

⑵在技術上兩種輸電方式均能實現，但直流比交流的技術經濟性能好。

自1954年瑞典哥特蘭的世界上第一項高壓直流輸電工程投運以來,高壓直流輸電技術已隨著電力電子技術的突飛猛進而飛速發展,直流輸電具有輸電容量大、穩定性好、控制調節靈活等優點，對于遠距離輸電、海底電纜輸電及不同頻率系統的聯網，高壓直流輸電擁有獨特的優勢。已作為高壓交流輸電技術的有力補充而在全世界廣泛應用。我國幅員遼闊,西電東送、南北互供的電網發展戰略

目前全世界眾多直流輸電工程中具有代表性的工程有：

•巴西伊泰普直流輸電工程(ItaipuHVDCtransmissionproject)，世界上已建成投運的輸電電壓最高(±750kV)、輸送功率最大(6000MW)的直流輸電工程。

•魁北克—新英格蘭直流輸電工程(Quebec—NewEnglandHVDCtransmissionproject)，世界上最大的多端(5個換流站)直流輸電工程。

我國的直流輸電工程發展迅速，已投入運行的大型工程有：

•葛洲壩—上海直流輸電工程(1990年)±500kV，1200MW，1064km。它既是我國第1條長距離大容量高壓直流輸電線路,又是區域電網直流互聯工程。中國電力從此進入交直流混合輸電的時代。

•三峽—常州直流輸電工程第1條從三峽左岸至江蘇常州,±500kV，3000MW，890km，第2條從三峽右岸至上海地區,額定容量3GW,額定電壓±500kV,送電距離1000km。

•三峽—廣州直流輸電工程(2004年)±500kV，3000MW，962km

直流輸電已是成熟技術，造價較高是其與交流輸電競爭的不利因素。新一代的直流輸電是指進一步改善性能、大幅度簡化設備、減少換流站的占地、降低造價的技術。直流輸電性能創新的典型例子是輕型直流輸電系統(LightHVDC)，它采用GTO、IGBT等可關斷的器件組成換流器，省去了換流變壓器，整個換流站可以搬遷，可以使中型的直流輸電工程在較短的輸送距離也具有競爭力，從而使中等容量的輸電在較短的輸送距離也能與交流輸電競爭。此外，可關斷的器件組成換流器，由于采用可關斷的電力電子器件，可以免除換相失敗，對受端系統的容量沒有要求，故可用于向孤立小系統(海上石油平臺、海島)的供電。輕型直流輸電系統(LightHVDC)應用脈寬調制技術進行無源逆變，解決了用直流輸電向無交流電源的負荷點送電的問題。今后還可用于城市配電系統，并用于接入燃料電池、光伏發電等分布式電源。

2、柔性(靈活)交流輸電(FACTS)技術

隨著電力電子元件單件容量向大功率及高電壓的迅速發展,出現了一類為適應電力系統向遠距離、大容量送電,需要對其參數實施快速控制的設備—柔性交流傳輸設備(FlexibleACTransmissionSystems,簡稱為FACTS),FACTS技術的概念問世于20世紀80年代后期，是一項基于電力電子技術與現代控制技術，對交流輸電系統的實施靈活快速調節的輸電技術。它是利用大功率電力電子器件的快速響應能力，實現對電壓、阻抗、相位、有功潮流、無功潮流等的平滑控制。在不影響系統穩定性的前提下，提高系統傳輸功率能力、增大送電容量，改善電壓質量，達到最大可用性、最小損耗的目標。FACTS提高了交流電網運行可控性，增強其抗御事故的能力。

FACTS技術經歷了三個發展階段，第一代FACTS技術，如可控串補(TCSC)、靜止無功補償器(SVC)等是基于自換相的半控器件(如晶閘管)的FACTS裝置，第二代、第三代FACTS裝置都是基于可關斷器件GTO、IGBT、IGCT等組成的變流器，包括靜止無功發生器(STATCOM)、靜止同步串聯補償器(SSSC)、統一潮流控制器(UPFC)和相間功率控制器(IPFC)等。

據日本研究,對于跨距150km的輸電系統,熱容量極限為6600MW,常規送電額定容量為3700MW,裝設FACTS設備后,不僅提高了系統的穩定性及可靠性,而且可使送電容量增加到4500MW。與新建線路相比,FACTS設備投資及安裝費用少,還有利于環境保護。

新研制成功并應用于紐約電力系統中的轉換靜止補償器(CSC)，證明FACTS功能已從“單個輸電的控制器間接作用于全電網”的階段，進入了“直接控制多回輸電更有效地作用于全電網”階段。如果在三峽升壓變電站和出線上安裝大功率CSC，可瞬時控制向多個方向輸送的功率，從而快速控制大電網。FACTS裝置在未來輸配電系統中抗拒大事故發生及其連鎖發展中具有更有效的作用。

盡管柔性交流輸電技術已在多個輸電工程中得到應用，并證明了它在提高線路輸送能力、阻尼系統振蕩、快速調節系統無功、提高系統穩定等方面的優越性能，但其推廣應用的進展步伐比預期的要慢。主要原因之一是工程造價比常規的解決方案高，因此，只有在常規技術無法解決的情況下，用戶才會求助于FACTS技術;另外，FACTS技術還需要進一步完善。目前FACTS技術的應用還局限于個別工程，如果大規模應用FACTS裝置，還要解決一些全局性的技術問題，例如：多個FACTS裝置控制系統的協調配合問題，FACTS裝置與已有的常規控制、繼電保護的銜接問題，FACTS控制納入現有的電網調度控制系統問題等等。隨著電力電子器件的性能提高和造價降低，以電力電子器件為核心部件的FACTS裝置的造價會降低，在不久的將來會比常規的輸配電方案更具競爭力。

3、定制電力(CustomPower)技術

定制電力是指將電力電子裝置或稱靜態控制器，用于1kV到35kV的配電系統，以向對電能質量敏感的用戶所提供的電力達到用戶所需可靠性水平和電能質量水平。定制電力設備(或稱控制器)采用先進的大功率可關斷電力電子器件(如IGBT、IGCT、IEGT等)和數字信號處理器(DSP)測控技術，來實現對供電電壓的動態調節和補償。定制電力技術(CP，CustomPower)主要用于配電系統故又稱為配電靈活交流輸電(DFACTS)技術。

定制電力技術所要解決的問題主要是電網中普遍存在的“電壓跌落”。電能質量調查顯示：在所有配電系統事故中，電壓跌落占70%-80%;而在輸電系統事故中，電壓跌落所占的比例超過96%。定制電力技術所解決的電能質量問題主要源于電力系統故障，其受影響的用戶往往對電能質量和供電可靠性較一般用戶有更高的要求。一次電能質量事故將導致嚴重的經濟損失或重大的社會影響。目前在歐美各國對電壓跌落的關注程度比其它有關電能質量問題的關注程度要大得多，在我國，隨著社會經濟的發展，電壓跌落和短時斷電的影響也逐漸引起了供電公司、用戶及制造廠商的關注，特別是在一些高科技園區、大型醫院、電信、銀行、軍工和重要的政府部門等。

自二十世紀八十年代末，國外便開始了定制電力技術措施的專題研究，并陸續地推出了相應的固態切換開關(STS)、靜態電壓調整器(SVR)、靜態串聯補償器(SSC)、配電無功發生器(DSTATCOM)等產品化裝置，并進行能量儲存技術、靜態電壓調整技術、故障電流限制器、有源濾波及統一電能質量調節器(UPQC)等技術的研發和工程示范。這些技術的應用電壓等級均為6&O1566;35kV。其中，STS的最大短路電流達25kA，響應時間小于1個周波，最大容量達6.9MVA;SSC的響應時間小于1/4周波，最大容量達10MVA，采用電容器或超導儲能;DSTATCOM的響應時間小于1/4周波，最大容量達20MVA，采用電容儲能。

其中應用晶閘管閥體為主要部件的串聯補償(SSC)主要針對源自配電系統的電壓驟降和突升。