[發明專利]一種串聯補償裝置及其容量優化方法

有效

• 申請號: 201710029597.6
• 申請日: 2017-01-16
• 公開（公告）號: CN106816881B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 陸振綱;謝開;鄧占鋒;趙國亮;尉志勇;宋潔瑩;蔡林海;閆衛國;莊劍;幺軍;張健;蔣菱;徐科;李國棟;王旭東;劉云;張洋;彭傊;陳文康;李江偉
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網研究院有限公司;國家電網有限公司;國網天津市電力公司;天津市普迅電力信息技術有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/00
• 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

本發明提供了一種串聯補償裝置及其容量優化方法，所述裝置包括耦合變壓器和換流器；耦合變壓器的一次側繞組串聯接入待補償線路中，二次側繞組與換流器并聯；一次側繞組和/或二次側繞組上分別設置多個分接頭，用于改變耦合變壓器的電壓變比；所述方法包括獲取串聯補償裝置進行感性補償時的等效阻抗值；依據等效阻抗值調節耦合變壓器的電壓變比。與現有技術相比，本發明提供的一種串聯補償裝置及其容量優化方法，通過動態調節耦合變壓器的電壓變比，使得換流器容量一直維持在恒定狀態，節省了換流器的容量，進而降低了串聯補償裝置的制造成本。

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，具體涉及一種串聯補償裝置及其容量優化方法。

背景技術

串聯補償裝置是提高輸電系統輸送容量及改善輸電線路參數的重要設備：在長距離輸電線路中可以通過串聯電容器抵消輸電線路中電感的影響，從而縮短等效電氣距離，提高系統的輸電能力和電壓穩定性；在重載輸電線路中可以通過串聯電抗器增大輸電線路的等效電抗，從而將潮流轉移至其他輸電線路，解決輸電線路重載乃至過載的問題。

通過串聯電容器或串聯電抗器進行線路補償的方法稱為固定串補，其具有控制簡單，經濟性好的特點，但是該方法的補償容量不能靈活調節，參數的不匹配可能引起系統振蕩。常規可控串聯補償器主要由電抗器、電容器和半控開關器件組成，可以實現串入容抗的控制，但存在絕緣要求高、響應速度不夠快、造價高的問題。目前采用全控器件構成的同步電壓源控制器主要包括統一潮流控制器(Unified Power Flow Controller，UPFC)和靜止同步串聯補償器(Static Synchronous Series Compensator，SSSC)。

統一潮流控制器和靜止同步串聯補償器的工作原理為：

應用于輸電系統時由于線路電流等級比較高，UPFC的串聯側或者SSSC裝置通常是通過串聯變壓器接入到系統中：UPFC的串聯側或者SSSC等效為一同步交流電源，當注入的可控電壓與線路電抗上的壓降相位相反或相同，可起到類似串聯電容或電感的作用，具體為：

圖1為補償電壓和補償電流的關系示意圖，如圖所示，當UPFC的串聯側或者SSSC感性補償時，隨著注入電壓幅值增加，裝置等效電抗增大，線路有功功率隨之減小：當換流器感性補償量小時換流器的注入電壓為最低值U_min，而通過換流器的電流為最大值I_max；當換流器感性補償量大時換流器的注入電壓為最大值U_max，而通過換流器的電流為最小值I_min。綜上在設計換流器容量時需要同時滿足換流器的注入電壓和流過換流器的電流，即換流器的最大容量需滿足S＝U_maxI_max，繼而導致造價增高，不利于于大規模電網的建設和改造。

發明內容

為了克服現有技術的缺陷，本發明提供了一種串聯補償裝置及其容量優化方法。

第一方面，本發明中串聯補償裝置的技術方案是：

所述裝置包括耦合變壓器和換流器；

所述耦合變壓器的一次側繞組串聯接入待補償線路中，二次側繞組與所述換流器并聯；

所述一次側繞組和/或二次側繞組上設有多個分接頭，用于改變所述耦合變壓器的電壓變比。

本發明進一步提供的優選實施方案為：

所述一次側繞組和/或二次側繞組上設有有載分接開關；

所述有載分接開關，用于在不斷電條件下調接所述分接頭，改變所述耦合變壓器的電壓變比。

本發明進一步提供的優選實施方案為：

所述分接頭具體用于當所述串聯補償裝置進行感性補償時的等效阻抗值增大時，增大電壓變比；當所述等效阻抗值減小時，減小所述電壓變比。