[發(fā)明專利]基于電力電子換流技術的柔性半波輸電系統(tǒng)及其調(diào)諧方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410742536.0
• 申請日: 2014-12-05
• 公開（公告）號: CN104578069B
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發(fā)明（設計）人: 周飛;拜潤卿;荊平
• 申請（專利權）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院;國網(wǎng)甘肅省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01
• 代理公司: 北京安博達知識產(chǎn)權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種基于電力電子換流技術的柔性半波輸電系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括調(diào)諧輸電線路和柔性調(diào)諧裝置；所述柔性調(diào)諧裝置包括變頻式柔性調(diào)諧裝置和同步補償式柔性調(diào)諧裝置；所述變頻式柔性調(diào)諧裝置和同步補償式柔性調(diào)諧裝置均配置于調(diào)諧輸電線路兩端；通過變頻式柔性調(diào)諧裝置或同步補償式柔性調(diào)諧裝置實現(xiàn)半波長調(diào)諧；

所述變頻式柔性調(diào)諧裝置包括對稱配置于調(diào)諧輸電線路兩端的送端變頻式柔性調(diào)諧裝置和受端變頻式柔性調(diào)諧裝置，所述送端變頻式柔性調(diào)諧裝置接入送端交流系統(tǒng)，所述受端變頻式柔性調(diào)諧裝置接入受端交流系統(tǒng)；

所述送端變頻式柔性調(diào)諧裝置和受端變頻式柔性調(diào)諧裝置均包括矩陣式交交變頻器和濾波電容；所述矩陣式交交變頻器串聯(lián)在調(diào)諧輸電線路上；所述濾波電容一端接地，另一端通過母線并聯(lián)接入調(diào)諧輸電線路上；

所述矩陣式交交變頻器由9個具備雙向電壓阻斷能力和自關斷能力的半導體開關器件組成矩陣結構，通過對9個半導體開關器件的邏輯控制，實現(xiàn)對頻率的變換。

2.如權利要求1所述的基于電力電子換流技術的柔性半波輸電系統(tǒng)，其特征在于，所述同步補償式柔性調(diào)諧裝置包括配置于調(diào)諧輸電線路兩端的送端同步補償式柔性調(diào)諧裝置和受端同步補償式柔性調(diào)諧裝置，所述送端同步補償式柔性調(diào)諧裝置串聯(lián)接入送端交流系統(tǒng)，所述受端同步補償式柔性調(diào)諧裝置串聯(lián)接入受端交流系統(tǒng)。

3.如權利要求2所述的基于電力電子換流技術的柔性半波輸電系統(tǒng)，其特征在于，所述送端同步補償式柔性調(diào)諧裝置和受端同步補償式柔性調(diào)諧裝置均采用Π型結構；所述Π型結構包括靜止串聯(lián)同步補償器SSSC以及設置于其兩端的靜止無功補償器STATCOM；所述靜止串聯(lián)同步補償器SSSC串聯(lián)在調(diào)諧輸電線路上；設置于靜止串聯(lián)同步補償器SSSC兩端的靜止無功補償器STATCOM并聯(lián)在調(diào)諧輸電線路上。

4.一種如權利要求1-3中任一項所述的基于電力電子換流技術的柔性半波輸電系統(tǒng)的調(diào)諧方法，其特征在于，所述方法通過變頻式柔性調(diào)諧裝置的矩陣式交交變頻器或同步補償式柔性調(diào)諧裝置的靜止串聯(lián)同步補償器SSSC和靜止無功補償器STATCOM實現(xiàn)半波長調(diào)諧；

所述變頻式柔性調(diào)諧裝置的矩陣式交交變頻器包括：所述矩陣式交交變頻器升高調(diào)諧輸電線路上傳播的電磁波頻率實現(xiàn)波長減小，將調(diào)諧輸電線路電氣長度小于半波長的線路補償至半波長通過降低調(diào)諧輸電線路上傳播的電磁波頻率實現(xiàn)波長增大，將電氣長度大于半波長的線路減少至半波長

電磁波波長由頻率表示為：

λ＝v/f (1)；

式中，v為電磁波的傳播速度，為3*10⁸m/s，f為系統(tǒng)頻率。

5.如權利要求4所述的調(diào)諧方法，其特征在于，所述變頻式柔性調(diào)諧裝置能夠?qū)崿F(xiàn)頻率閉環(huán)控制，以系統(tǒng)頻率和輸電線路的正序電感和電容參數(shù)為參考輸入。

6.如權利要求4所述的調(diào)諧方法，其特征在于，所述同步補償式柔性調(diào)諧裝置的靜止串聯(lián)同步補償器SSSC和靜止無功補償器STATCOM包括：對于長度小于半波長的輸電線路，對同步補償式柔性調(diào)諧裝置串聯(lián)部分進行感性調(diào)節(jié)、并聯(lián)部分進行容性調(diào)節(jié)補償實際輸電線路電氣長度至半波長；對于長度大于半波長的輸電線路，對同步補償式柔性調(diào)諧裝置串聯(lián)部分進行容性調(diào)節(jié)、并聯(lián)部分進行感性調(diào)節(jié)補償實際輸電線路電氣長度至半波長；所述串聯(lián)部分為靜止串聯(lián)同步補償器SSSC；所述并聯(lián)部分為靜止無功補償器STATCOM；

設線路待補償電氣長度為l，則靜止串聯(lián)同步補償器SSSC等效補償電感值為：

靜止無功補償器STATCOM等效補償電容為：

式中：ω、L₀、C₀分別表示系統(tǒng)頻率、單位長度線路電感、單位長度線路電容。

7.如權利要求6所述的調(diào)諧方法，其特征在于，所述同步補償式柔性調(diào)諧裝置的靜止串聯(lián)同步補償器SSSC和靜止無功補償器STATCOM均能實現(xiàn)等效電感和電抗閉環(huán)控制，以系統(tǒng)頻率和輸電線路的正序電感和電容參數(shù)為參考輸入。