混合型統一潮流控制器制造技術

本實用新型專利技術提供了一種混合型統一潮流控制器，包括電抗器單元、電容器單元、第一換流器、第二換流器、串聯變壓器和并聯變壓器；電抗器單元和電容器單元串聯接入輸電線路中；電抗器兩端并聯第一開關裝置，電容器兩端并聯第二開關裝置；第一換流器與第二換流器連接，該第一換流器的另一端接入串聯變壓器，該第二換流器的另一端接入并聯變壓器；串聯變壓器的另一側繞組與輸電線路連接，該另一側繞組上并聯第三開關裝置。與現有技術相比，本實用新型專利技術提供的一種混合型統一潮流控制器，能夠顯著降低換流器所需容量，節約成本，同時具備限流的功能。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及電力電子
，具體涉及一種混合型統一潮流控制器。
技術介紹
隨著電力系統的大力發展，新能源的規模接入、網架結構日益復雜、潮流分布不均、電壓支撐能力不足等問題給電網的安全穩定運行帶來了新的挑戰。部分地區出現了供電瓶頸，不能滿足負荷發展需要。從電網實際情況來看，潮流分布不均是制約電網輸送能力的重要因素。傳統電網缺乏有效的潮流調節手段，通過采用新型FACTS(Flexible Alternative Current Transmis System)裝置來改善系統運行工況，提高電網輸送容量是一個現實且理想的選擇。統一潮流控制器(Unified Power Flow Controller，UPFC)作為第3代FACTS設備的代表，是迄今為止功能最全面的FACTS裝置，能分別或同時實現并聯補償、串聯補償、移相和端電壓調節等多種基本功能。UPFC既能在電力系統穩定方面實現潮流調節，合理控制有功功率、無功功率，提高線路的輸送能力，實現優化運行；又能在動態方面，通過快速無功吞吐，動態支撐接入點的電壓，提高系統電壓穩定性；還可以改善系統阻尼，提高功角穩定性。常規統一潮流控制器控制功能靈活而卓越，但其在電力系統中推廣使用不具備容量和價格優勢。傳統電容器、電抗器可作為線路串聯補償，但靈活性和動作速度都不能滿足精確調節的要求。統一潮流控制器需要更加靈活的功能配置，需要將串聯補償與統一潮流控制器結合起來。
技術實現思路
為了滿足現有技術的需要，本技術提供了一種混合型統一潮流控制器。本技術的技術方案是：所述統一潮流控制器包括電抗器單元、電容器單元、第一換流器、第二換流器、串聯變壓器和并聯變壓器；所述電抗器單元和電容器單元串聯接入輸電線路中；所述電抗器單元包括一個電抗器或者串聯的多個電抗器，所述電抗器上并聯有第一開關裝置；所述電容器單元包括一個電容器
或者由多個電容器串聯和并聯形成的電容器組，所述電容器上并聯有第二開關裝置；所述第一換流器與第二換流器連接，該第一換流器的另一端接入所述串聯變壓器，該第二換流器的另一端接入所述并聯變壓器；所述串聯變壓器的另一側繞組與所述輸電線路連接，該另一側繞組上并聯第三開關裝置。本技術提供的一個優選實施例為：所述第二換流器上并聯第四開關裝置；所述第三開關裝置與第四開關裝置互為備用裝置，當第三開關裝置和第四開關裝置中任一開關裝置發生拒動時，另一開關裝置動作。本技術提供的一個優選實施例為：所述第一開關裝置、第二開關裝置、第三開關裝置和第四開關裝置包括機械開關或者電力電子開關。本技術提供的一個優選實施例為：所述第一開關裝置、第二開關裝置、第三開關裝置和第四開關裝置均包括機械開關和電力電子開關，該機械開關和電力電子開關并聯。本技術提供的一個優選實施例為：所述電力電子開關包括反并聯的兩個晶閘管。本技術提供的一個優選實施例為：所述電力電子開關包括全控型電力電子器件，該全控型電力電子器件采用IGBT、GTO、IGCT和SIC中任一種。本技術提供的一個優選實施例為：所述第一換流器和第二換流器均采用H橋級聯型換流器、MMC型換流器、二極管鉗位型換流器和飛跨電容型換流器中任一種。與最接近的現有技術相比，本技術的有益效果是：1、本技術提供的一種混合型統一潮流控制器，能夠實現容性、感性雙向補償，補償模式可以根據系統需求迅速切換；2、本技術提供的一種混合型統一潮流控制器，將電抗器、電容器和全控型電力電子換流器相結合，僅需較小的換流器容量即可實現大范圍的容性補償和感性補償；3、本技術提供的一種混合型統一潮流控制器，通過開關裝置的配置能夠在不同運行工況下有效保護混合型統一潮流控制器；4、本技術提供的一種混合型統一潮流控制器，能夠顯著降低換流器所需容量，節約成本，同時具備限流的功能。附圖說明圖1：本技術實施例中一種混合型統一潮流控制器結構示意圖；圖2：本技術實施例中另一種混合型統一潮流控制器結構示意圖；圖3：本技術實施例中采用晶閘管開關和機械開關的混合型統一潮流控制器結構示意圖；圖4：本技術實施例中容性補償的等值電路圖；圖5：本技術實施例中感性補償的等值電路圖。具體實施方式為使本技術實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本技術實施例中的附圖，對本技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地說明，顯然，所描述的實施例是本技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本技術保護的范圍。本技術提供的一種混合型統一潮流控制器的實施例如圖1和2所示，具體為：如圖1所示，本實施例中該統一潮流控制器包括電抗器單元、電容器單元、第一換流器、第二換流器、串聯變壓器和并聯變壓器。其中，①：電抗器單元串聯接入輸電線路中，電抗器單元包括一個電抗器或者串聯的多個電抗器，每個電抗器兩端并聯有第一開關裝置。②：電容器單元串聯接入輸電線路中，電容器單元包括一個電容器或者由多個電容器串聯和并聯形成的電容器組，每個電容器兩端并聯有第二開關裝置。③：第一換流器與第二換流器連接，該第一換流器的另一端接入串聯變壓器，該第二換流器的另一端接入并聯變壓器。即第一換流器并聯在串聯變壓器的一側繞組兩端，串聯變壓器的另一側繞組與第三開關裝置并聯，可以實現保護裝置或退出裝置的功能。如圖2所示，第一換流器的兩端也可以并聯有第四開關裝置，第三開關裝置與第四開關裝置互為備用裝置，二者中任一開關裝置發生拒動時，另一開關裝置動作。本實施例中換流器采用H橋級聯型換流器、MMC型換流器、二極管鉗位型換流器和飛跨電容型換流器中任一種。本實施例中第一開關裝置、第二開關裝置、第三開關裝置和第四開關裝置的結構包括兩種類型：第一種：第一開關裝置、第二開關裝置、第三開關裝置和第四開關裝置采用機械開關或者電力電子開關。第二種：第一開關裝置、第二開關裝置、第三開關裝置和第四開關裝置均包括機械開關和電力電子開關，該機械開關和電力電子開關并聯。上述兩種類型結構中電力電子開關均包括反向并聯的兩個電力電子器件。本實施例中電力電氣器件可以采用半控型電力電子器件也可以采用全控型電力電子器件：半控型電力電子器件采用晶閘管，全控型電力電子器件采用IGBT、GTO、IGCT和SIC中任一種。需要說明的是，本技術并未標注用于保護電容、串聯變壓器、換流器及開關裝置的避雷器、間隙等設備，不表示裝置設計制造及工程實際實施時，不存在這些設備。同時，實際工程實施時，會有許多隔離刀閘、斷路器、電流測量設備、電壓測量設備。這里沒有畫出這些設備，不表示工程實際實施時，不存在這些設備。本技術中混合型統一潮流控制器的工作模式包括容性偏移補償模式和感性偏移補償模式，本實施例中定義輸電線路的容性補償為正向補償，感性補償為反向補償；①：容性偏移補償模式當第一開關裝置閉合，第二開關裝置和第三開關裝置斷開時，統一潮流控制器工作于容性偏移補償模式。電容器單元提供一個正向偏移的穩態運行工作點，換流器提供動態工作范圍，從而使得串聯側補償的控制范圍顯著增大。通過調整電容器單元中的電容值或者電容器的串并聯數量，調節穩態運行工作點，即使本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種混合型統一潮流控制器，其特征在于，所述統一潮流控制器包括電抗器單元、電容器單元、第一換流器、第二換流器、串聯變壓器和并聯變壓器；所述電抗器單元和電容器單元串聯接入輸電線路中；所述電抗器單元包括一個電抗器或者串聯的多個電抗器，所述電抗器上并聯有第一開關裝置；所述電容器單元包括一個電容器或者由多個電容器串聯和并聯形成的電容器組，所述電容器上并聯有第二開關裝置；所述第一換流器與第二換流器連接，該第一換流器的另一端接入所述串聯變壓器，該第二換流器的另一端接入所述并聯變壓器；所述串聯變壓器的另一側繞組與所述輸電線路連接，該另一側繞組上并聯第三開關裝置。

【技術特征摘要】
1.一種混合型統一潮流控制器，其特征在于，所述統一潮流控制器包括電抗器單元、電容器單元、第一換流器、第二換流器、串聯變壓器和并聯變壓器；所述電抗器單元和電容器單元串聯接入輸電線路中；所述電抗器單元包括一個電抗器或者串聯的多個電抗器，所述電抗器上并聯有第一開關裝置；所述電容器單元包括一個電容器或者由多個電容器串聯和并聯形成的電容器組，所述電容器上并聯有第二開關裝置；所述第一換流器與第二換流器連接，該第一換流器的另一端接入所述串聯變壓器，該第二換流器的另一端接入所述并聯變壓器；所述串聯變壓器的另一側繞組與所述輸電線路連接，該另一側繞組上并聯第三開關裝置。2.如權利要求1所述的一種混合型統一潮流控制器，其特征在于，所述第二換流器上并聯第四開關裝置；所述第三開關裝置與第四開關裝置互為備用裝置，當第三開關裝置和第四開關裝置中任一開關裝置發生拒動時，另一開關裝置動作。3....

【專利技術屬性】
技術研發人員：尉志勇，宋潔瑩，陸振綱，于弘洋，潘冰，蔡林海，趙國亮，鄧占鋒，
申請(專利權)人：全球能源互聯網研究院，國家電網公司，
類型：新型
國別省市：北京;11