[發明專利]一種統一潮流控制器低壓物理模型的試驗電路及試驗方法

有效

• 申請號: 201410193384.3
• 申請日: 2014-05-09
• 公開（公告）號: CN103955141B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 王軒;楊芬麗;吳倩;宿劍飛;燕翚
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;中電普瑞科技有限公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 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

1.一種統一潮流控制器低壓物理模型的試驗電路，所述統一潮流控制器是具有電壓調節、串聯補償和移相的柔性交流輸電裝置；其特征在于：所述電路包括依次連接的試驗電源電路、調壓變壓器、母線1、母線3和母線2；所述母線1與母線2之間設有移相裝置；所述母線1與所述母線3之間設有并聯的旁路開關和電壓擾動發生裝置；所述母線3與所述母線2之間依次設有并聯變壓器、統一潮流控制器低壓物理模型裝置、串聯變壓器和電抗器，所述串聯變壓器的系統側的一端與所述母線3連接；

所述移相裝置包括電動機發電機組式、整流逆變式和移相器式；所述電動機發電機組式包括同軸連接的三相電動機和三相發電機；所述整流逆變式包括電力電子裝置；所述移相器式包括機械式移相器；

所述電壓擾動發生裝置包括依次連接的開關QF2、軟起回路、三相整流變壓器、三相背靠背換流器、三相濾波電路和三相旁路開關；

所述軟起回路包括并聯的軟起電阻R3和旁路開關QF3；所述三相整流變壓器為雙繞組或多繞組變壓器，所述雙繞組或多繞組變壓器為三相獨立變壓器或三相一體變壓器；

所述三相背靠背換流器包括3個不同相的背靠背換流器；每相所述背靠背換流器包括至少1組背靠背連接的電壓源換流器；每組所述背靠背連接的電壓源換流器包括整流器、逆變器和并聯在所述整流器與逆變器之間的支撐電容。

2.如權利要求1所述的一種統一潮流控制器低壓物理模型的試驗電路，其特征在于：所述試驗電源電路包括依次串聯的試驗電源、系統阻抗和斷路器或接觸器；所述斷路器或接觸器的輸出端與所述調壓變壓器的原邊相接。

3.如權利要求1所述的一種統一潮流控制器低壓物理模型的試驗電路，其特征在于：所述整流器包括引出正負母線的全橋換流器；每個全橋換流器包括2個并聯支路，每個支路包括串聯的IGBT和分別與每只IGBT并聯的反并聯二極管；

所述逆變器包括引出正負母線的全橋換流器；每個全橋換流器包括2個并聯支路，每個支路包括串聯的IGBT和分別與每只IGBT并聯的反并聯二極管；

所述整流器和逆變器通過各自的正負母線相連并在其之間并聯支撐電容；

每相的至少1個所述整流器的交流側作為每相背靠背換流器輸入端；

每相所述背靠背換流器中一組背靠背換流器的逆變器的一端作為該相背靠背換流器的一個輸出端，該逆變器的另一端與其同相的其他組背靠背換流器的逆變器的依次串聯連接，所述與其同相的其他組背靠背換流器的逆變器串聯后的另一端作為該相背靠背換流器的另一個輸出端；

所述每相背靠背換流器的輸入端與每相整流變壓器的輸出端連接，所述每相背靠背換流器的輸出端與每相所述濾波電路連接。

4.如權利要求1所述的一種統一潮流控制器低壓物理模型的試驗電路，其特征在于：所述三相濾波電路的每相濾波電路包括依次串聯的電感、電阻和電容；所述每相濾波電路的電阻和電容串聯后與每相旁路開關并聯；

所述三相旁路開關的兩端分別為電壓擾動發生裝置的輸入端和輸出端。

5.如權利要求1所述的一種統一潮流控制器低壓物理模型的試驗電路，其特征在于：所述統一潮流控制器低壓物理模型裝置包括依次連接的統一潮流控制器軟起回路、通過各自引出的直流母線相連的并聯側換流器和串聯側換流器；所述并聯側換流器串聯所述統一潮流控制器軟起回路后通過并聯變壓器接入母線3；所述串聯側換流器通過串聯變壓器之后連接所述電抗器接入母線2；

所述統一潮流控制器軟起回路包括并聯的軟起電阻與旁路開關QF1。

6.如權利要求5所述的一種統一潮流控制器低壓物理模型的試驗電路，其特征在于：所述并聯側換流器和串聯側換流器包括三相兩電平電壓源換流器、三相三電平電壓源換流器和三相模塊化多電平換流器；

所述三相兩電平電壓源換流器包括三相兩電平電橋電路、直流支撐電容、取能電路和控制電路；

所述三相三電平電壓源換流器包括三相三電平電橋電路、直流支撐電容組、取能電路和控制電路；

所述三相模塊化多電平換流器包括模塊化電橋電路。

7.如權利要求6所述的一種統一潮流控制器低壓物理模型的試驗電路，其特征在于：所述兩電平電橋電路包括3個并聯相單元，每個相單元包括兩個串聯的IGBT或兩個串聯的IGBT串；每個所述IGBT或IGBT串均并聯一個反并聯二極管或二極管串；

所述三相兩電平電壓源換流器中的直流支撐電容并聯所述相單元兩端且在每個所述相單元的上下管間分別連接交流濾波電感；所述三相兩電平電壓源換流器中的控制電路控制各個IGBT；

所述三電平電橋電路包括3個并聯相單元，每個相單元包括2個串聯的橋臂，每個橋臂包括兩個串聯IGBT或2個串聯的IGBT串組成；每個所述IGBT或IGBT串均并聯一個反并聯二極管或二極管串；在每個所述三電平電橋電路的相單元的上下橋臂間分別連接交流濾波電感；在每個所述上臂的下管集電極和所述下臂的上管發射極間并聯由兩個鉗位二極管串聯的鉗位二極管組；所述鉗位二極管組通過其串聯的上下鉗位二極管間相互連接；所述直流支撐電容組為兩個直流支撐電容串聯且并聯在所述三電平電橋的半橋兩端；串聯的上下所述直流支撐電容間與所述鉗位二極管組中上下串聯的鉗位二極管間連接；所述三相三電平電壓源換流器中的控制電路控制各個IGBT；

所述模塊化電橋電路包括3個并聯相單元，每個相單元包括2個串聯的橋臂，每個橋臂包括至少一個相同的子模塊和與所述子模塊串聯的換流電抗；所述子模塊包括串聯的兩個IGBT和與所述串聯IGBT相并聯的直流支撐電容；所述串聯的兩個IGBT的下管并聯旁路電路，所述控制電路控制旁路電路和各個IGBT。