[發(fā)明專利]一種統(tǒng)一潮流控制器及其控制方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310321443.6
• 申請日: 2013-07-26
• 公開（公告）號: CN103414185A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設計）人: 潘磊;田杰;董云龍;沈全榮;李海英;劉超
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發(fā)明涉及一種柔性交流輸電技術，特別涉及一種應用于多回或者多條線路的統(tǒng)一潮流控制器及其控制方法。

背景技術

隨著大型電力系統(tǒng)的互聯(lián)以及各種新設備的使用，在使發(fā)電、輸電更經(jīng)濟、更高效的同時也增加了電力系統(tǒng)的規(guī)模和復雜度；再加上大量的分布式發(fā)電系統(tǒng)接入電網(wǎng)，使傳統(tǒng)的固定由輸電網(wǎng)向配電網(wǎng)傳送的潮流發(fā)生逆向；用戶負荷的不斷增長需要潮流控制手段提高現(xiàn)有的功率輸送能力；正在蓬勃發(fā)展的智能電網(wǎng)和電力市場間復雜的功率交換需要頻繁的潮流控制。

統(tǒng)一潮流控制器，又稱UPFC（Unified?Power?Flow?Controller）,是目前為止通用性最好的潮流控制裝置，它由兩個完全相同的電壓源換流器通過直流公共端連接，可以看作是一臺靜止同步補償器（STATCOM）和一臺靜止同步串聯(lián)補償器（SSSC）并聯(lián)構成，僅通過改變控制規(guī)律，就能分別或同時并快速地實現(xiàn)并聯(lián)補償、串聯(lián)補償和移相等不同的控制功能，提高電力系統(tǒng)的性能。

目前對統(tǒng)一潮流控制器研究的較多的是針對單回線路統(tǒng)一潮流控制器的控制策略，潮流控制、阻尼系統(tǒng)振蕩等控制功能，對應用于多回或者多條線路的統(tǒng)一潮流控制器及控制方法研究比較少。由于目前輸電網(wǎng)絡大多為雙回線路或者更多回線路，潮流優(yōu)化問題以及（N-1）過流問題等會在多回線路上均有體現(xiàn)，如只在多回線路的其中一條線路上安裝統(tǒng)一潮流控制器控制線路的潮流，控制的效果不佳。因此，如果統(tǒng)一潮流控制器的優(yōu)化選址地點為多回線路或者同一起點不同落點的多條線路，則需要在多回或者多條線路上均安裝。若在N回或者N條線路的每回或者每條均安裝一套完整的UPFC（N為自然數(shù)），每套UPFC由一個靜止同步補償器（包括一個并聯(lián)變壓器和一個并聯(lián)側換流器）和一個靜止同步串聯(lián)補償器（包括一個串聯(lián)變壓器和一個串聯(lián)側換流器）連接，總共需要2N個換流器和2N個變壓器，占地面積比較大，而且投資比較大。另外，多回線路的潮流需要協(xié)調(diào)控制，以提高統(tǒng)一UPFC的控制效率。

為了解決以上多回或者多條線路應用統(tǒng)一潮流控制器的不足，節(jié)省成本和安裝空間，提高統(tǒng)一潮流控制器的控制效率，充分發(fā)揮統(tǒng)一潮流控制器的優(yōu)勢，需要一種更經(jīng)濟、更適合的結構及方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的，在于提供一種統(tǒng)一潮流控制器及其控制方法,此拓撲結構可以實現(xiàn)多種運行方式，可以節(jié)省多個并聯(lián)側換流器及變壓器，具有較好的經(jīng)濟性和靈活性，控制方法靈活，可實現(xiàn)雙回線路潮流的協(xié)調(diào)控制。

為了達到上述目的，本發(fā)明的解決方案是：

一種統(tǒng)一潮流控制器，應用于具有同一起點、同一落點的多回線路及具有同一起點、不同落點的多條線路；包括數(shù)個串聯(lián)側換流器、數(shù)個串聯(lián)變壓器、數(shù)個一次側繞組旁路開關、一個并聯(lián)側換流器、一個并聯(lián)變壓器和一個進線開關，其中，串聯(lián)側換流器、串聯(lián)變壓器和一次側繞組旁路開關的數(shù)量與線路的回數(shù)或條數(shù)相同并一一對應；各串聯(lián)側換流器的交流端連接其對應的串聯(lián)變壓器的二次側繞組，所述串聯(lián)變壓器的一次側繞組則并聯(lián)與其對應的一次側繞組旁路開關，所述一次側繞組旁路開關串聯(lián)在其所對應的線路中；所述所有串聯(lián)側換流器的直流端并聯(lián)，并共同連接并聯(lián)側換流器的直流端，所述并聯(lián)側換流器的交流端連接并聯(lián)變壓器的一端，而并聯(lián)變壓器的另一端經(jīng)由進線開關連接多回線路或多條線路的交流母線。

上述串聯(lián)側換流器和并聯(lián)側換流器采用兩電平結構、變壓器多重化結構或模塊化多電平結構的電壓源型換流器。

上述串聯(lián)變壓器包含三個單相變壓器，三個單相變壓器的一次側繞組分別串入三相線路，三個單相變壓器的二次側繞組星型或者角型相接。

上述串聯(lián)變壓器的二次側繞組還并聯(lián)有機械旁路開關或晶閘管旁路開關。

上述并聯(lián)側換流器和并聯(lián)變壓器之間串聯(lián)起動電路。

上述起動電路包括相互并聯(lián)的電阻和開關。

一種基于如前所述的統(tǒng)一潮流控制器的控制方法，所述控制方法適用于應用在雙回線路的統(tǒng)一潮流控制器；各回線路選擇為雙回線路功率控制方式或者單回線路功率控制方式，雙回線路之間相互通訊，控制方法如下：

（1）當兩回線路均為雙回線路功率控制方式時，選定其中一回線路作為主控制線路對雙回線路進行功率分配，各回線路選擇主控制線路輸出的功率指令進行控制，保持雙回線路的功率相同；

（2）當一回線路為雙回線路功率控制方式、另一回線路為單回線路功率控制方式時，采用單回線路功率控制方式的線路按自身的功率指令進行控制，采用雙回線路功率控制方式的線路在保證雙回線路總功率不變的前提下，根據(jù)另一回線路的功率指令得到該線路的功率指令進行控制；