[發(fā)明專利]變頻柔性調(diào)諧裝置、半波長(zhǎng)交流輸電系統(tǒng)及其控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710022464.6
• 申請(qǐng)日: 2017-01-12
• 公開（公告）號(hào): CN106849080A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴朝波;張廈千;周攀;曹晶;李沛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院;國(guó)家電網(wǎng)公司;國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司信息通信分公司
• 主分類號(hào): H02J3/01
• 分類號(hào): H02J3/01;H02J3/38;H02J3/18
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11271
• 代理人: 徐國(guó)文

1.一種變頻柔性調(diào)諧裝置，其特征在于，所述變頻柔性調(diào)諧裝置包括第一MMC模塊和第二MMC模塊；所述第一MMC模塊和第二MMC模塊的直流側(cè)相連，交流側(cè)為所述變頻柔性調(diào)諧裝置的輸入/輸出端；

所述第一MMC模塊和第二MMC模塊均包括三個(gè)并聯(lián)的相單元；所述相單元包括兩個(gè)串聯(lián)的橋臂，每個(gè)橋臂均包括串聯(lián)的電抗器和功率模塊單元；所述各相單元中橋臂的串聯(lián)連接點(diǎn)為所述交流側(cè)的交流端子，所述各相單元的并聯(lián)連接點(diǎn)為所述直流側(cè)的直流端子；

所述功率模塊單元包括多個(gè)串聯(lián)的功率子模塊，所述功率子模塊為包括全控型電力電子器件的半橋結(jié)構(gòu)功率子模塊或全橋結(jié)構(gòu)功率子模塊。

2.如權(quán)利要求1所述的一種變頻柔性調(diào)諧裝置，其特征在于，

所述相單元內(nèi)兩個(gè)橋臂通過(guò)各自的電抗器相連；或者，

所述相單元內(nèi)兩個(gè)橋臂通過(guò)各自的功率模塊單元相連。

3.如權(quán)利要求1所述的一種變頻柔性調(diào)諧裝置，其特征在于，

所述第一MMC模塊的各功率子模塊為相同結(jié)構(gòu)的功率子模塊，各電抗器為相同結(jié)構(gòu)的電抗器；

所述第二MMC模塊的各功率子模塊為相同結(jié)構(gòu)的功率子模塊，各電抗器為相同結(jié)構(gòu)的電抗器。

4.如權(quán)利要求1所述的一種變頻柔性調(diào)諧裝置，其特征在于，

所述第一MMC模塊的功率子模塊和所述第二MMC模塊的功率子模塊的結(jié)構(gòu)相同或不同；

所述第一MMC模塊的電抗器和所述第二MMC模塊的電抗器的結(jié)構(gòu)相同或不同。

5.如權(quán)利要求1所述的一種變頻柔性調(diào)諧裝置，其特征在于，

所述第一MMC模塊內(nèi)各功率子模塊所包含的各元件參數(shù)均相同，各電抗器的電抗值均相同；

所述第二MMC模塊內(nèi)各功率子模塊所包含的各元件參數(shù)均相同，各電抗器的電抗值均相同。

6.一種半波長(zhǎng)交流輸電系統(tǒng)，所述半波長(zhǎng)交流輸電系統(tǒng)包括依次連接的送端交流系統(tǒng)、半波長(zhǎng)交流輸電線路和受端交流系統(tǒng)，其特征在于，所述半波長(zhǎng)交流輸電系統(tǒng)包括兩個(gè)如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的變頻柔性調(diào)諧裝置；一個(gè)所述變頻柔性調(diào)諧裝置安裝在所述送端交流系統(tǒng)與半波長(zhǎng)交流輸電線路之間，另一個(gè)所述變頻柔性調(diào)諧裝置安裝在所述受端交流系統(tǒng)與半波長(zhǎng)交流輸電線路之間。

7.如權(quán)利要求6所述的一種半波長(zhǎng)交流輸電系統(tǒng)，其特征在于，

所述的一個(gè)變頻柔性調(diào)諧裝置中第一MMC模塊與送端交流系統(tǒng)連接，第二MMC模塊與半波長(zhǎng)交流輸電線路連接；所述的另一個(gè)變頻柔性調(diào)諧裝置中第二MMC模塊與受端交流系統(tǒng)連接，第一MMC模塊與半波長(zhǎng)交流輸電線路連接。

8.一種如權(quán)利要求6或7所述的半波長(zhǎng)交流輸電系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括通過(guò)調(diào)節(jié)所述變頻柔性調(diào)諧裝置的運(yùn)行方式，對(duì)所述半波長(zhǎng)交流輸電系統(tǒng)進(jìn)行柔性調(diào)諧和柔性并網(wǎng)，調(diào)整所述半波長(zhǎng)交流輸電系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)，抑制半波長(zhǎng)交流輸電線路的過(guò)電壓和潛供電流并實(shí)現(xiàn)故障隔離；所述系統(tǒng)參數(shù)包括送端交流系統(tǒng)的功率因數(shù)和母線電壓、受端交流系統(tǒng)的功率因數(shù)和母線電壓。

9.如權(quán)利要求8所述的一種半波長(zhǎng)交流輸電系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述對(duì)半波長(zhǎng)交流輸電系統(tǒng)進(jìn)行柔性調(diào)諧包括：

當(dāng)所述半波長(zhǎng)交流輸電線路的電氣距離小于電網(wǎng)頻率對(duì)應(yīng)的一個(gè)半波長(zhǎng)時(shí)，通過(guò)控制所述變頻柔性調(diào)諧裝置的輸出信號(hào)頻率，提高半波長(zhǎng)交流輸電線路的運(yùn)行頻率，直至所述電氣距離等于升高后的運(yùn)行頻率對(duì)應(yīng)的一個(gè)半波長(zhǎng)；

當(dāng)所述半波長(zhǎng)交流輸電線路的電氣距離大于電網(wǎng)頻率對(duì)應(yīng)的一個(gè)半波長(zhǎng)時(shí)，通過(guò)控制所述變頻柔性調(diào)諧裝置的輸出信號(hào)頻率，降低半波長(zhǎng)交流輸電線路的運(yùn)行頻率，直至所述電氣距離等于降低后的運(yùn)行頻率對(duì)應(yīng)的一個(gè)半波長(zhǎng)；

當(dāng)所述半波長(zhǎng)交流輸電線路的線路結(jié)構(gòu)、線路參數(shù)或運(yùn)行方式發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)控制所述變頻柔性調(diào)諧裝置的輸出信號(hào)頻率，調(diào)整半波長(zhǎng)交流輸電線路的運(yùn)行頻率，直至在所述線路結(jié)構(gòu)、線路參數(shù)或運(yùn)行方式發(fā)生變化后的半波長(zhǎng)交流輸電線路的電氣距離等于所述改變后的運(yùn)行頻率對(duì)應(yīng)的一個(gè)半波長(zhǎng)。