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电气自动化下电力生产技术及安全管理

STATCOM 组合构成的超导储能系统。它们是目前取得实际应用和发展最快的两种 SSG，
实用容量已达到了数十兆瓦以上。
（1） 电池储能系统 （battery energy storage system，BESS）
BESS 是一种由化学蓄电池和并联 VSC 构成的能量存储系统，它具有快速调节与交
流系统间交换功率的能力。
BESS 的基本结构包括基于 VSC 的 STATCOM 和并联在 STATCOM 直流电容两侧的
化学蓄电池。对于输电系统，BESS 的存储容量不需要很大，一般有几十兆瓦时即可，
如果转换器在短时间内的转换功率足够大，就可以为系统暂态稳定提供兆瓦级的功率支

持。当 BESS 不同系统提供有功功率时，其变换器即可调整为对蓄电池进行充电。BESS
在其容量范围内可即时向系统发出或吸收无功功率，实现无功补偿功能。
（2） 超导储能系统 （superconducting magnetic energy storage，SMES）
SMES 是一种包含功率变换器的超导电磁能量存储设备，能够快速向交流电网注入
或吸收有功、无功功率，起到动态调节电网潮流的功能。
由于超导储能体通常是电流线圈，输出电流不能瞬时突变，它与 STATCOM 的连接
不像 BESS 那么直接，需要采用适当的电路接口，通过调整超导磁体两端的电压来获得
可控的吸收或输出功率。

4.基于晶闸管控制的串联型 FACTS 控制器
（1） 晶闸管控制串联电容器 （thyristor controlled series capacitor，TCSC）
TCSC 是一种阻抗补偿设备，由一组电容器和一个晶闸管控制的电抗器并联组成，
串联在传输线上用以提供连续可控的补偿容抗或者感抗。
TCSC 的基本单相结构：它由一个大容量电容器或一组电容器与一个 TCR 并联构
成，电力电子器件为没有门极关断能力的晶闸管，因此 TCSC 属于基于晶闸管控制型
FACTS 控制器。
它的基本工作原理是：当 TCR 支路的晶闸管完全关断时，电抗器不导通 （电抗为
无穷大），TCSC 表现为一般的电容器串联补偿：当晶闸管导通角度逐渐增大时，TCR 支
路的电抗从无穷大逐渐减小，TCSC 的阻抗为 TCR 支路等效电抗与电容容抗的并联，但

仍表现为容性阻抗：当 TCR 支路等效电抗达到某个特定值时 （大小等于电容器容抗
时），将发生并联谐波，TCSC 阻抗为无穷大：当晶闸管导通进一步增大时，TCSC 将表
现为感性阻抗，且随着导通角度的增大，感抗逐渐下降，在 TCR 支路完全导通时，获
得最小的感抗值。因此，通过控制 TCR 支路上晶闸管的导通角度，可以在一定的感性
和容性范围内连续调节 TCSC 提供的等效阻抗。
正如 TCR 与 TSR 的关系一样，也可以对 TCSC 的 TCR 支路不采用触发角控制，而
仅采用投切控制，而仅采用投切控制。当 TSR 支路完全导通时，则电路呈感性；而当

TSR 支路完全关断时，电路呈容性。
实用的 TCSC，其 TCR 支路的电抗值通常为串联电容容抗值的 1/10~1/3，而当 TSR

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