一種高壓級聯型SVG裝置及其旁路方法與流程

本發明涉及電力系統旁路，尤其涉及一種高壓級聯型svg裝置及其旁路方法。

背景技術：

1、本部分旨在為權利要求書中陳述的實施方式提供背景或上下文。此處的描述不因為包括在本部分中就承認是現有技術。

2、靜止無功發生器(static?var?generator?svg)是一種使用全控型電力電子器件為開關器件的逆變補償裝置，通過控制開關器件的通斷時間和順序來對負載進行無功補償，對提高電力系統穩定性和電能傳輸能力有著積極意義。

3、svg系統中，通常采用級聯h橋結構，當某一功率單元模塊發生故障時，通過旁路開關將故障模塊旁路是目前工程中最為常用的旁路方式，一旦控制系統檢測到功率單元出現故障，立即下發指令使旁路開關動作，及時切除故障模塊，同時調整控制系統發出的調制指令，保證系統迅速恢復工作。

4、現有級聯的旁路方式主要有以下三種。一是以晶閘管、igbt等電力電子器件作為電子式旁路開關；二是以接觸器作為機械式旁路開關；三是通過功率單元自身的控制實現功率單元的旁路。其中旁路的控制方式一般有兩種，一種是基于單元本身的控制，一種是總體控制。

5、電子式旁路單元一般與功率單元模塊一體化，可以實現模塊生產，維修方便，同時因為其采用電力電子器件，動作完成時間小，可以有效消除單元旁路造成的電壓波動。然而其一般受到單元模塊本身控制，如果單元模塊損壞嚴重，比如控制系統故障等，那么此旁路可能就不能起作用。

6、機械式旁路使用接觸器開關，功率單元正常工作時，接觸器處于分閘位置，當功率單元發生故障時，接觸器動作處于合閘位置，旁路即工作。獨立控制式機械式旁路，每個功率單元都有自身獨立的旁路控制電路，這種方式實現起來較為簡單。集中控制接觸器式旁路，為總體控制，需要單獨的隔離電源，可以不受單元模塊影響。但如果旁路供電電源或總體控制板故障，整個功率單元都將失去旁路功能。

7、綜上所述，自動旁路技術采用從功率單元取電，故障時驅動機械保持的旁路接觸器合閘，這種方法受限于故障時功率單元的電壓，如果故障時功率單元電壓異常，旁路裝置無法從功率單元直流側進行取能，會出現電動合閘執行異常，旁路可靠性不高，影響整個功率單元運行，且在線進行旁路對旁路開關的要求較高，導致使用成本較高。

技術實現思路

1、針對上述技術問題，本發明創造提出了一種高壓級聯型svg裝置及其旁路方法，能夠通過外部電源給旁路開關功能，保證旁路開關穩定運行，提高旁路過程的可靠性，提高整個功率單元運行的穩定性，并降低對旁路開關的要求，降低旁路開關的選用成本。

2、為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案包括四個方面。

3、第一方面，提供了一種高壓級聯型svg裝置，包括：

4、多個級聯的功率單元；所述功率單元包括單元控制板；

5、設于功率單元輸出口上的旁路開關；

6、以及與功率單元連接的供電電源；所述供電電源包括與單元控制板連接的供電回路以及至少兩個與供電回路連接的外部電源；各所述外部電源與供電回路之間均設有通電開關；

7、其中，所述單元控制板與旁路開關連接，用于將外部電源輸入的電壓轉換為所述功率單元和/或旁路開關所需的電壓；當所述功率單元故障時，所述單元控制板封鎖功率單元脈沖，并控制旁路開關閉合。

8、在一些實施例中，所述供電電源還包括：充電回路、直流電容、逆變電路、隔離變壓器、高壓電纜以及取能電流互感器；所述充電回路設于供電回路上，用于在上電時給直流電容進行軟充電；所述直流電容的輸入端與充電回路的輸出端連接；所述逆變電路的輸入端與直流電容的輸出端連接；所述隔離變壓器與逆變電路相連；一個以上的所述取能電流互感器通過高壓電流與隔離變壓器連接；所述取能電流互感器通過單元控制板與功率單元相連連。

9、在一些實施例中，所述供電電源還包括電壓檢測電路與電流檢測器；所述電壓檢測電路并聯于直流電容兩端，用于實時監測直流電壓；所示電流檢測器設于逆變電路與隔離變壓器之間，用于檢測外部電源輸出側的電流。

10、在一些實施例中，所述充電回路包括充電電阻以及導通開關；所述充電電阻設于供電回路上，并與導通開關并聯。

11、在一些實施例中，所述功率單元還包括支撐電容、放電電阻、以及h橋逆變電路；所述支撐電容用于支撐功率單元的直流電壓；所述放電電阻并聯于支撐電容兩端，用于形成支撐電容的放電回路；所述h橋逆變電路的輸入端與支撐電容連接，輸出端與旁路開關連接。

12、在一些實施例中，所述旁路開關為旁路接觸器或繼電器。

13、在一些實施例中，所述單元控制板上設有用于供旁路開關連接的電源接口；當所述功率單元旁路并更換故障件時，所述電源接口引接至功率單元直流側對功率單元功能進行檢測。

14、在一些實施例中，所述外部電源的數量為兩個，且其中一所述外部電源的電壓高于另一所述外部電源的電壓。

15、第二方面，本技術提供了一種svg裝置的旁路方法，所述svg裝置包括功率單元與旁路開關；所述旁路方法包括以下步驟：

16、當檢測到某相若干個功率單元故障時，判斷所述功率單元故障是否屬于嚴重故障；

17、若不屬于嚴重故障，將所述功率單元的脈沖封鎖，并延時n秒后對該功率單元發送脈沖重啟；

18、若重啟后仍報故障，進一步判斷該相冗余功率單元數量是否大于或等于故障的功率單元旁路數量；

19、若否，對該故障的功率單元進行脈沖封鎖，并閉合對應的旁路開關進行旁路動作；所述旁路開關通過單元控制板獲取供電電源的提供的外部電能。

20、在一些實施例中，旁路方法還包括對功率單元故障進行檢修，所述對功率單元故障進行檢修，具體包括：

21、對機組進行停電，并根據故障記錄更換被旁路的功率單元內的疑似故障件；

22、將供電電源引接至與該功率單元的直流側，驗證是否依舊存在故障；

23、若不存在故障，關停機組并在機組停止后將與功率單元直流側引接的電壓線拆除。

24、與現有技術相比，上述方案中的一個或多個實施例可以具有如下優點或有益效果：

25、本技術提供了一種高壓級聯型svg裝置及其旁路方法，該svg裝置包括：多個級聯的功率單元；所述功率單元包括單元控制板；設于功率單元輸出口上的旁路開關；以及與功率單元連接的供電電源；所述供電電源包括與單元控制板連接的供電回路以及至少兩個與供電回路連接的外部電源；各所述外部電源與供電回路之間均設有通電開關；其中，所述單元控制板與旁路開關連接，用于將外部電源輸入的電壓轉換為所述功率單元和/或旁路開關所需的電壓；當所述功率單位故障時，所述單元控制板封鎖功率單元脈沖，并控制旁路開關閉合。通過上述方案，使得旁路開關采用外部取能的方式，在裝置旁路后不從主電路取能，保證了功率單元模塊故障時，仍能進行旁路取能，并且具有兩個以上的外部電源供電，保障供電電源的可靠性及適應性，提高旁路過程的可靠性，提高整個功率單元運行的穩定性；同時，在故障時及時封鎖功率單元脈沖，使得主電路上的電流降為0，之后在空載的情況下進行旁路開關的閉合，能夠降低對旁路開關的要求，降低旁路開關的選用成本。