[發(fā)明專利]一種采用模塊化多電平換流器結(jié)構(gòu)的可轉(zhuǎn)換式靜止補償器

有效

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• 申請日: 2012-07-13
• 公開（公告）號: CN102983577A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 武守遠;王軒;戴朝波;王柯;劉慧文;包海龍
• 申請（專利權(quán)）人: 中電普瑞科技有限公司;上海市電力公司;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 北京安博達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種靈活交流輸電領(lǐng)域的靜止補償器，具體涉及一種采用模塊化多電平換流器結(jié)構(gòu)的可轉(zhuǎn)換式靜止補償器。

背景技術(shù)

隨著靈活交流輸電(FACTS)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了一系列具有新的拓撲結(jié)構(gòu)的控制器。可轉(zhuǎn)換式靜止補償器(Convertible?Static?Compensator，CSC)就是近幾年推出的一種全新的FACTS控制裝置。該裝置結(jié)合了包括統(tǒng)一潮流控制器在內(nèi)的現(xiàn)有串、并聯(lián)控制器的研究成果和運行經(jīng)驗，通過耦合變壓器連接方式的改變實現(xiàn)對若干個電壓源換流器的不同組合，以優(yōu)化控制器結(jié)構(gòu)，靈活應(yīng)對系統(tǒng)變化，是靈活交流輸配電系統(tǒng)中最新一代的控制器。

可轉(zhuǎn)換式靜止補償器(CSC)是最近推出的FACTS控制器的一種新產(chǎn)品，它實際上是將基于同步變流器的串并聯(lián)補償器技術(shù)，通過在結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)柔性化，使其可以更加靈活地應(yīng)對不斷變化的電力系統(tǒng)要求。CSC是由兩臺電壓源換流器、一個與輸電線路并聯(lián)的變壓器和兩個串聯(lián)的變壓器組成。通過開關(guān)的轉(zhuǎn)換實現(xiàn)補償器的不同運行工作狀態(tài)，根據(jù)控制目標的不同，CSC可以提供靜止同步補償器，靜止同步串聯(lián)補償器，統(tǒng)一潮流控制器和線間潮流控制器4種基本控制方式以及上述方式的任何組合，并相互轉(zhuǎn)換。

大容量CSC裝置中，電壓源換流器通常采用可關(guān)斷電力電子器件(典型器件如絕緣柵雙極型晶體管IGBT)串聯(lián)的方式提高裝置的耐壓能力。可關(guān)斷器件IGBT串聯(lián)的技術(shù)難點主要表現(xiàn)在：受技術(shù)壟斷的影響，具有自身限制短路電流特性的IGBT器件難以采購，IGBT串聯(lián)均壓的控制技術(shù)在理論上研究的不夠深入。為降低裝置輸出諧波，需要采用較高的開關(guān)頻率，因而裝置運行損耗較大。這些限制了大容量CSC的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供的采用模塊化多電平換流器結(jié)構(gòu)的可轉(zhuǎn)換式靜止補償器，避免了器件串聯(lián)的技術(shù)難點，便于分相控制和模塊化設(shè)計，通過冗余技術(shù)可旁路故障單元，提高裝置運行可靠性；且器件開關(guān)頻率低，裝置運行損耗小。

本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種采用模塊化多電平換流器結(jié)構(gòu)的可轉(zhuǎn)換式靜止補償器，其改進之處在于，所述可轉(zhuǎn)換式靜止補償器包括靜止同步補償器1、靜止同步串聯(lián)補償器2和串聯(lián)變壓器12；

所述靜止同步補償器1包括換流器7和啟動電路5；

所述靜止同步串聯(lián)補償器2包括換流器9、串聯(lián)變壓器10和轉(zhuǎn)換開關(guān)11；

所述換流器7一端通過啟動電路5并聯(lián)接入輸電線路I中；所述換流器7的另一端與換流器9的一端連接；

所述換流器9的另一端依次通過轉(zhuǎn)換開關(guān)11和串聯(lián)變壓器10串聯(lián)接入輸電線路II中；

所述串聯(lián)變壓器12串聯(lián)接入輸電線路I中；

所述統(tǒng)一潮流控制器包括旁路開關(guān)4；所述旁路開關(guān)4與所述串聯(lián)變壓器10并聯(lián)。

其中，在所述靜止同步補償器1和所述靜止同步串聯(lián)補償器2之間設(shè)置支撐電容3；所述支撐電容3分別與所述靜止同步補償器1和所述靜止同步串聯(lián)補償器2并聯(lián)。

其中，所述靜止同步補償器1包括并聯(lián)變壓器8、并聯(lián)變壓器14和轉(zhuǎn)換開關(guān)15；所述換流器7的一端依次通過啟動電路5、轉(zhuǎn)換開關(guān)15和并聯(lián)變壓器8并聯(lián)接入輸電線路I中；

所述并聯(lián)變壓器14并聯(lián)接入輸電線路II中。

其中，所述啟動電路5包括并聯(lián)的電阻和開關(guān)。

其中，所述并聯(lián)變壓器8原邊并聯(lián)接入輸電線路I中，所述并聯(lián)變壓器8副邊與轉(zhuǎn)換開關(guān)15一端連接。

其中，所述轉(zhuǎn)換開關(guān)15另一端與啟動電路5連接；所述轉(zhuǎn)換開關(guān)15包括觸頭1’、觸頭2’和觸頭3’；

所述啟動電路5通過轉(zhuǎn)換開關(guān)15的1’和3’觸頭與并聯(lián)變壓器8并聯(lián)接入輸電線路I中；

所述啟動電路5通過轉(zhuǎn)換開關(guān)15的2’和3’觸頭與并聯(lián)變壓器14并聯(lián)接入輸電線路II中。

其中，所述靜止同步串聯(lián)補償器2包括啟動電路6；所述啟動電路6一端與所述換流器9連接；所述啟動電路6另一端與所述轉(zhuǎn)換開關(guān)11連接。

其中，所述啟動電路6包括并聯(lián)的電阻和開關(guān)。

其中，所述串聯(lián)變壓器10原邊串聯(lián)接入輸電線路II中，所述串聯(lián)變壓器10的副邊與轉(zhuǎn)換開關(guān)11連接；所述串聯(lián)變壓器10連接負載。

其中，所述統(tǒng)一潮流控制器包括旁路開關(guān)13；所述旁路開關(guān)13與所述串聯(lián)變壓器12并聯(lián)。