[實用新型]一種緊湊化結構設計的移動式靜止同步補償器

有效

• 申請號: 201120030147.7
• 申請日: 2011-01-28
• 公開（公告）號: CN201994672U
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（設計）人: 王軒;楊武帝;王承民;李志麒;王柯;左永仁;袁蒙;韓天緒;周慶鵬;常忠;武守遠;滕樂天;熊超英
• 申請（專利權）人: 中電普瑞科技有限公司;中國電力科學研究院;上海市電力公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H05K7/20
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本實用新型屬于電力系統無功補償技術領域，具體涉及一種緊湊化結構設計的移動式靜止同步補償器。

背景技術

隨著我國電網規模的不斷擴大，受端電網負荷集中地區發生嚴重故障時，會由于無功電壓支持能力不足、電壓難以恢復，導致系統穩定被破壞，進而造成電壓崩潰引起大面積停電。在受端電網配置一定規模的電源，將有利于提供動態電壓支持，也有利于通道保持較高的穩定裕度，提高系統整體穩定水平。動態無功補償裝置作為靈活的動態無功電源配置手段，在提高電壓穩定性方面作用明顯。

根據特高壓電網規范研究成果，將來在受端電網會有多回大容量特高壓交、直流線路受入大量電力，當特高壓線路發生三相短路單相開關拒動等嚴重故障時，受端電網電壓往往難以恢復，需要切負荷才能使系統保持穩定。因此，為保證電網安全、避免大面積停電，需要在受端電網，特別是直流落點附件配置一定容量的動態無功補償裝置，以提高受端電網動態電壓支撐能力。

靜止同步補償器(STATCOM)較好的解決了上述問題，它是一種新型靜止無功動態補償裝置，由并聯接入系統的電壓源換流器構成，其輸出的容性或感性無功電流連續、可調且獨立于與系統連接點的電壓。SSTATCOM的無功電流輸出可在很大電壓變化范圍內恒定，在低電壓時仍能提供較強的無功支撐，并且可從感性到容性全范圍內連續調節，且具有占地面積小，無功調節速度快，輸出諧波含量低，接入系統無諧振等優點，結合我國的國情和已有的技術，發展STATCOM應是解決我國電壓穩定問題的有效手段。

隨著輸電系統的不斷發展，無功需求和補償位置將來會發生改變，其它地點對無功補償的要求可能突然緊急增加，所以有必要建立一種移動式無功補償系統，可以向系統緊急需要無功的地點快速轉移、安裝和投入運行。

移動式STATCOM采用緊湊化結構設計、便于運輸的方式，在壽命期內可快速轉移安裝地點，可根據系統條件簡單配置即可投運的STATCOM裝置。由于受功率器件制造水平及工藝的限制，要實現大容量的STATCOM裝置，其主電路結構要采用級聯方式；目前，移動式STATCOM主要包括三種結構：多重化結構、多電平結構和鏈式結構。多重化結構的變壓器?成本高、損耗大、占地面積大；多電平結構難以實現電容電壓平衡控制，開關頻率增高，開關損耗增加，效率降低；因此，固定式和移動式STATCOM裝置大都采用鏈式結構。

鏈式STATCOM的主電路是一種新型的拓撲結構，其主電路的核心部分是鏈式(H橋串聯)結構的電壓源換流器，每一相都是一個獨立的鏈節，由N個結構完全相同的鏈節串聯而成，每個基本單元是一個可輸出三電平的單相橋式電壓源換流器，N個鏈節串聯可得到2N+1級的階梯電壓波形。鏈式結構STATCOM和輸出電壓波形如說明書附圖1所示。

目前，英國已經投運的1套移動式STATCOM裝置，主電路采用鏈式結構，每個鏈節由四個GTO及續流二極管組成的單相橋式電壓源換流器構成，設計成模塊化單元裝在集裝箱內；但每個鏈節單元需要外加鏈節平衡輔助電路，需要輔助電源以實現直流電容電壓的平衡，結構不緊湊，占用面積大。國內已經投運的1套固定式STATCOM裝置，主電路也是鏈式結構，每個鏈節由四個IGCT器件組成單相電壓源換流器；但IGCT器件需要附加鉗位電路限制陽極電感電壓，這些電路及元件所占體積很大，參數優化困難，不利于緊湊化設計。以上所述的STATCOM裝置，其鏈節單元的主功率器件為GTO和IGCT，在進行鏈節單元設計時都需要增加一些輔助電路，增加了單個鏈節的體積，不利于緊湊化設計，增大了裝置的占地面積。基于IGBT的鏈式STATCOM裝置設計技術尚不成熟，國內外尚未見到成熟的結構布局技術方案，其主要元件的合理結構布局存在諸多技術難點。

發明內容

為解決上述元器件合理布局、換流鏈緊湊化結構設計中存在的諸多技術問題，本實用新型的目的是提供一種布局合理、結構緊湊、工作可靠的移動式靜止同步補償器，該裝置具有：響應速度快、調節范圍廣、輸出諧波含量低、采用緊湊化設計、具備可移動性以及占地面積小等明顯優勢。

為實現上述發明目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種緊湊化結構設計的移動式靜止同步補償器，所述移動式靜止同步補償器包括功能模塊集裝箱、輔助設備集裝箱、連接電抗器、開關回路和可移動底座；其改進之處在于：所述功能模塊集裝箱、輔助設備集裝箱、連接電抗器和開關回路安裝在可移動底座上，所述功能模塊集裝箱包括單相換流鏈，所述單相換流鏈為結構相同的鏈接單元串聯組成，所述鏈節單元在功能模塊集裝箱內采用S形的布置方式。