一種統一潮流控制器的制作方法

本發明屬于電力電子及交流輸電領域，具體涉及一種統一潮流控制器。

背景技術：

隨著電力系統的快速發展，其運行靈活性、可控性以及穩定性成為越來越迫切需要解決的問題；太陽能、風力發電等大規模的分布式能源接入電力系統，更加大了系統的潮流調節的復雜度。加之，我國長距離輸電線路較多，電網結構相對薄弱，對提高現有線路的功率輸送能力，最大化電網傳輸能力；提高電力系統的暫態穩定性、阻尼系統振蕩；優化潮流，減少環流，降低網絡損耗等提出了更高的要求。

統一潮流控制器(upfc，unifiedpowerflowcontroller)是柔性交流輸電系統中最具代表性和最多樣化的裝置，通常由通過直流側連接的一臺靜止同步補償器(statcom，staticsynchronouscompensator)和一臺或多臺靜止同步串聯補償器(sssc，staticsynchronousseriescompensator)組成。能實現對交流輸電系統的電壓、阻抗、攻角的快速動態調節，擴大系統的輸送能力，提高電力系統的穩定性。這種由兩個電壓源換流器分別串聯和并聯接入系統，在串聯側實現潮流控制功能、在并聯側實現無功電壓調節功能的功能配置不夠靈活，比如在不需要潮流控制，而需要大量無功支撐時，不能通過靈活配置使系統兩個換流器全部并聯無功補償運行。

現有技術中，公告號為cn205595795的中國專利公開了一種多運行模式的統一潮流控制器，如圖1所示，該統一潮流控制器包括串聯接入輸電線路的串聯變壓器、并聯接入交流系統的并聯變壓器、換流器模塊、第一軟啟動電路和第二軟啟動電路，該統一潮流控制器能運行于四種運行模式：upfc運行模式、單statcom模式、雙statcom模式和sssc模式。在運行于sssc模式時，只能實現換流器接入串聯變壓器運行這一種情況的sssc模式，不能通過換流器實現系統的sssc模式，其原因在于：第一軟啟動電路和第二軟啟動電路在接入串聯變壓器時是帶電阻運行的，這種運行方式由于會導致電阻損壞而不被upfc允許使用，因此，并聯側的換流器無法通過第一軟啟動電路和第二軟啟動電路接入串聯變壓器實現sssc模式運行。當串聯側的換流器出現故障時，就無法控制換流器運行于sssc模式運行，這種串聯側的換流器運行于sssc模式會導致系統在sssc模式時的可靠性和安全性大大降低。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種統一潮流控制器，用于解決現有統一潮流控制器串聯側的換流器運行于sssc模式可靠性低的問題。

為解決上述技術問題，本發明提出一種統一潮流控制器，包括：包括串聯接入輸電線路的串聯變壓器，并聯接入交流系統的并聯變壓器，第一軟啟動支路，第二軟啟動支路，換流器模塊及第一支路，其中，并聯變壓器通過第一軟啟動支路連接換流器模塊的第一端口、通過第二軟啟動支路連接換流器模塊的第二端口，第一端口通過第一支路連接所述串聯變壓器，該統一潮流控制器還設有第二支路，所述第二端口通過第二支路連接串聯變壓器，所述第一支路上設有第五通斷開關，所述第二支路上設有第六通斷開關。

進一步，第一軟啟動支路上串設有依次連接的第一電阻和第一通斷開關，所述第一電阻并聯有第二通斷開關；第二軟啟動支路上串設有依次連接的第二電阻和第三通斷開關，所述第二電阻并聯有第四通斷開關。

進一步，所述換流器模塊包括第一換流器和第二換流器，第一換流器和第二換流器的直流側相連，第一換流器的交流側為所述第一端口，第二換流器的交流側為第二端口。

本發明的有益效果是：本發明在換流器的兩側分別設有連接串聯變壓器的第一支路和第二支路，當在其中一個支路上、并運行于sssc模式的換流器發生故障時，可通過轉換另一個支路上的換流器運行在sssc模式，提高了統一潮流控制器在sssc模式的運行可靠性，保證統一潮流控制器的安全運行。

附圖說明

圖1是現有技術中的一種upfc結構示意圖；

圖2是本發明的一種upfc拓撲結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步的說明。

如圖2所示，包括串聯接入輸電線路的串聯變壓器，并聯接入交流系統的并聯變壓器，第一軟啟動支路1，第二軟啟動支路2，換流器模塊3，第一支路和第二支路，其中，并聯變壓器通過第一軟啟動支路1連接換流器模塊3的第一端口、通過第二軟啟動支路2連接換流器模塊3的第二端口，第一端口通過第一支路連接串聯變壓器，第二端口通過第二支路連接串聯變壓器，第一支路上設有通斷開關qs10，第二支路上設有通斷開關qs7。

第一軟啟動支路1上串設有依次連接的通斷開關qs1、電阻r1和通斷開關qs5，電阻r1并聯有通斷開關qs3。第二軟啟動支路2上串設有依次連接的通斷開關qs2、電阻r2和qs6，電阻r2并聯有通斷開關qs4。

換流器模塊3包括第一換流器和第二換流器，第一換流器和第二換流器的直流側通過通斷開關qs8和qs9相連，第一換流器的交流側為第一端口，第二換流器的交流側為第二端口。

本發明的統一潮流控制器能實現多種運行方式：1)第一換流器或第二換流器運行在單statcom模式；2)第一換流器和第二換流器運行在雙statcom模式；3)第一換流器或第二換流器運行在sssc模式；4)第一換流器和第二換流器運行在upfc模式。

本發明能實現在一個換流器運行在sssc模式時，在換流器發生故障的情況下，通過切換支路，使另一個換流器運行在sssc模式，具體控制過程為：

如圖2所示，控制通斷開關qs1、qs2、qs3、qs4、qs5、qs6、qs7、qs8、qs9和串聯側旁路開關斷開，使串聯變壓器串接入系統的輸電線路中，且第二換流器不運行，控制第一支路上的通斷開關qs10閉合，實現第一換流器運行于sssc模式，進行線路潮流控制，當檢測到第一換流器發生運行故障時，斷開通斷開關qs10，閉合通斷開關qs7，將第一支路切換為第二支路，使第二換流器接入串聯變壓器，實現sssc模式的可靠運行。

本實施例中的通斷開關為轉換刀閘，包含交流刀閘和直流刀閘，具體包括隔離刀閘、斷路器、由電力電子器件構成的開關。并且，與電阻r1并聯的通斷開關qs3，和與電阻r2并聯的通斷開關qs4優選為隔離開關。另外，本實施例中的第一換流器和第二換流器優選為電壓源型換流器，且串聯變壓器在線路側分相串入輸電線路。

本發明在換流器的兩側分別設有連接串聯變壓器的第一支路和第二支路，當在其中一個支路上、并運行于sssc模式的換流器發生故障時，可通過轉換另一個支路上的換流器運行在sssc模式，解決了現有換流器運行于sssc模式可靠性低的問題。

技術特征：

技術總結
本發明涉及一種統一潮流控制器，在換流器的兩側分別設有連接串聯變壓器的第一支路和第二支路，當在其中一個支路上、并運行于SSSC模式的換流器發生故障時，可通過轉換另一個支路上的換流器運行在SSSC模式，提高了統一潮流控制器在SSSC模式的運行可靠性，保證統一潮流控制器的安全運行。

技術研發人員：張群;嚴兵;趙倩;郝俊芳;孔令凱;陳朋;郭宏光
受保護的技術使用者：許繼集團有限公司;許繼電氣股份有限公司;國家電網公司
技術研發日：2017.05.08
技術公布日：2017.07.18