[發明專利]柔性直流輸電聯接變壓器有載分接開關的調節方法及系統

有效

• 申請號: 201210363393.3
• 申請日: 2012-09-26
• 公開（公告）號: CN103178764A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 燕福龍;于曉輝;王芝茗;葛維春;宋文峰;王城鋼;李春平;夏方;陰曉光;季蘭蘭;孔明;李泓志;楊越
• 申請（專利權）人: 遼寧省電力有限公司大連供電公司;中電普瑞電力工程有限公司;國網智能電網研究院;國家電網公司
• 主分類號: H02P13/00
• 分類號: H02P13/00
• 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

本發明涉及柔性直流輸電（VSC-HVDC）技術領域，具體涉及一種柔性直流輸電聯接變壓器有載分接開關的調節方法及系統。

背景技術

柔性直流輸電技術靈活的應用性能，使其在城市電網互聯、新能源并網以及無源負荷供電等領域有著極其廣闊的應用前景。聯接變壓器是柔性直流輸電系統的核心部件之一，聯接變壓器的參數設計直接影響到系統的運行性能。在已有的文獻中，對柔性直流聯結變壓器的參數設計多集中于其額定變比，未見變壓器分接開關設計與調節的相關報道。王姍姍的博士學位論文《模塊化多電平VSC-HVDC系統主電路參數選擇的理論和方法》中只對聯接變壓器閥側電壓額定值的選取進行了研究，沒有考慮電網電壓波動和換流器調制度比范圍對換流器運行特性的影響。而常規直流輸電中，換流變壓器有載分接頭調節主要有兩種調節方式：①保持換流變壓器閥側空載電壓恒定；②保持控制角（觸發角或關斷角）于一定范圍。但是由于柔性直流輸電技術的工作原理不同于常規直流，在變壓器有載分接開關的設計上需要考慮的不是控制角（觸發角或關斷角），而是柔性直流換流器的調制比，因此在設計方法和調節方法上有很大的差異。

基于電壓源換流器的柔性直流輸電技術（VSC-HVDC）由于其卓越的可控性和靈活性，近年來發展迅速，工程應用不斷增多。聯接變壓器是柔性直流輸電系統中換流器與交流系統之間能量交換的紐帶，是柔性直流輸電系統的核心部件。聯接變壓器的參數影響著換流站的運行特性，特別是聯接變壓器的閥側電壓與換流電抗配合可以獲得期望的功率運行區間，同時降低設備的制造成本；聯接變壓器閥側電壓與換流器的調制比相協調，可使換流器調制比運行于合適的范圍，減少輸出電壓和電流的諧波量。

聯接變壓器在柔性直流輸電系統中實現的主要功能有：

1、在交流系統和電壓源換流器間提供換流電抗的作用；

2、將交流系統的電壓進行變換，使電壓源換流器工作在最佳的電壓范圍之內以減少輸出電壓和電流的諧波量，進而減小濾波裝置的容量，甚至省去濾波裝置；

3、將不同電壓等級的換流器進行連接；

4、阻止零序電流在交流系統和換流站之間流動。

柔性直流輸電基波等效原理圖如圖1，根據圖1所示，當不計聯接變壓器和相電抗器的電阻時，聯接變壓器閥側電壓U_υ與換流器輸出電壓U_c的基頻分量共同作用于聯接變壓器和相電抗器的等效電抗X，并決定了電壓源換流器與交流系統間交換的有功功率P和無功功率Q分別為式（1）和式（2）：

P=UυUcXsinδ---(1);]]>

Q=Uυ(Uccosδ-Uv)X---(2);]]>

式中，M為調制比，μ為直流電壓利用率。