[發明專利]一種采用模塊化結構的統一潮流控制器及其啟動方法有效

申請號：	201310182250.7	申請日：	2013-05-16
公開（公告）號：	CN103311944A	公開（公告）日：	2013-09-18
發明（設計）人：	周飛;宋潔瑩;荊平;胡娟;蘇雪源;詹建榮;陳穎	申請（專利權）人：	國家電網公司;國網智能電網研究院;中國電力科學研究院
主分類號：	H02J3/36	分類號：	H02J3/36
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
地址：	100031 ***	國省代碼：	北京;11
權利要求書：	查看更多	說明書：	查看更多
摘要：
搜索關鍵詞：	一種采用模塊化結構統一潮流控制器及其啟動方法
鉆瓜網技術展會專利詞庫專利權人專利榜在售專利公布日期熱門專利

【說明書】：

技術領域

本發明屬于電力電子技術領域，具體涉及一種采用模塊化結構的統一潮流控制器及其啟動方法。

背景技術

統一潮流控制器(unified?power?flow?controller,UPFC)是基于電壓源換流器的串、并聯混合型FACTS裝置，能夠對多個電氣參數進行柔性控制，是提高電網可控性的有效手段。為了與輸電網電壓、功率等級相匹配，必須采取有效措施提高UPFC換流器容量。而模塊化多電平換流器(modular?multilevel?converter，MMC)突破了傳統電壓源換流器的設計思路，將直流電容分散裝設在各個子模塊內，采用模塊直接串聯的方式，通過多個小電平值疊加生成多電平交流電壓，功率等級變化靈活。近年來，MMC已在柔性直流輸電領域得到實踐和發展，也為UPFC的拓撲結構選擇提供了新的方案。

由于模塊化多電平換流器在穩定運行時每個子模塊的電容電壓應基本保持在一個穩態值左右，因此在換流器投入正常運行前，需要向所有子模塊的電容預充電，使其上升到正常運行的穩態值附近，之后再將裝置投入正常運行。而這個向換流器所有子模塊電容充電的過程，即為采用模塊化換流器的統一潮流控制器啟動過程。在中低壓應用領域，MMC的啟動一般采用一個單獨的輔助直流電源向各個子模塊電容充電的他勵式啟動方案，輔助直流電壓的輸出電壓約等于子模塊電容電壓。其實現方式為，首先將輔助直流電壓源的輸出端和換流器相應正、負極直流線相連，上下橋臂2N個子模塊中僅投入一個子模塊，由直流電壓源對該模塊充電。該子模塊電容電壓充電到額定之后，退出該模塊，投入下一個模塊。啟動過程中任意時刻每相只開通一個模塊，一相上下橋臂2N個子模塊依次充電，所有模塊充電完畢后再將輔助直流電源退出。這種方式不僅需要單獨設計合適的輔助直流充電電源，增加設備投資，且充電過程較慢。

在高壓應用領域，如柔性直流輸電系統工程中，模塊化多電平換流器采用兩階段啟動的他勵式啟動方案。但依靠交流電網的不控整流到定直流電壓控制兩階段啟動方案要求換流器并聯接入系統，電流可控是前提。由于UPFC串聯換流器穿越輸電線路電流，該電流取決于線路負荷，受到諸多因素限制，可控范圍有限，出于系統安全和裝置安全考慮，串聯換流器無法直接通過系統電流充電。因此采用模塊化結構的統一潮流控制器依靠交流電網的自勵式啟動技術需要特殊設計。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提出一種采用模塊化結構的統一潮流控制器及其啟動方法，實現依靠交流電網的自勵式啟動方案，無需額外輔助電源，節省成本，提高裝置可靠性。

本發明提供的一種采用模塊化結構的統一潮流控制器的啟動方法，其改進之處在于，所述方法包括如下步驟：

（1）設置統一潮流控制器的初始狀態；

（2）閉合并聯側的開關BKRSH，進行串聯側和并聯側的不可控整流充電；

（3）充電完成后，閉合啟動電阻旁路開關BKRST；

（4）對并聯換流器和串聯換流器進行完全充電，直至并聯換流器和串聯換流器中的子模塊電容電壓達到額定電壓；

（5）閉合直流旁路開關BPSDC1和直流旁路開關BPSDC2，拉開串聯側的旁路斷路器BPSSE，裝置啟動完成，投入系統運行。

其中，步驟（1）設置統一潮流控制器的初始狀態包括：

串聯換流器和并聯換流器的子模塊觸發脈沖均閉鎖；

并聯側開關BKRSH斷開；

啟動電阻旁路開關BKRST斷開；和