[發明專利]一種分布式靜止串聯補償器控制系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201711192625.2
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN107910869B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 劉永慧;吳金龍;王先為;李道洋;楊美娟;張軍;張浩;胡丁文
• 申請（專利權）人: 許繼電氣股份有限公司;西安許繼電力電子技術有限公司;許繼集團有限公司;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06
• 代理公司: 41119 鄭州睿信知識產權代理有限公司
• 代理人: 崔旭東<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明涉及一種分布式靜止串聯補償器控制系統及其控制方法，該控制方法包括：根據電力系統調度指令以及線路運行狀態監測結果，選擇線路中分布式靜止串聯補償器的補償模式；在選擇的補償模式下，計算線路中分布式靜止串聯補償器需要輸出的總補償電壓，進而確定該條線路中需要投入的分布式靜止串聯補償器的數目以使每個分布式靜止串聯補償器的輸出電壓不低于電壓閾值。本發明根據電力系統調度指令確定線路中分布式靜止串聯補償器的補償模式，在確定的補償模式下，確定需要投入的分布式靜止串聯補償器的數目，以使每個投入的分布式靜止串聯補償器的輸出電壓大于電壓閾值，有效提高了分布式靜止串聯補償器的運行效率。

技術領域

本發明涉及一種分布式靜止串聯補償器控制系統及其控制方法，屬于柔性交流輸電技術領域。

背景技術

隨著用電需求的不斷增加，電力系統負荷日益增加，已有的電網結構輸電線路容量有限，導致某些線路的潮流經常超過其熱容量極限，進而限制系統的電能傳輸能力。提高整個系統傳輸能力的傳統方法是增設輸電線路，然而建設新線路耗時長、耗資大，所以更明智的方法是使用柔性交流輸電技術(Flexible AC transmission system,FACTS)來調節線路潮流分配，用更加經濟的方法解決上述問題。

FACTS設備可以調節線路潮流，使超過熱容量極限的線路潮流分散到其他線路，避免線路過載運行，進而減少對新增線路的需求。但是FACTS設備已經研究了十多年，卻仍然沒有被大規模推廣應用，這是由于其本身的高造價、高風險導致的。由于FACTS設備都是大容量設備，所以一次性投資要求高，投資回報慢。而且大容量集中式串聯補償設備一旦出現故障，會影響整個系統的穩定性，所以這些固有缺點嚴重限制了FACTS的發展。

為了避免FACTS設備的上述缺點，美國學者Divan博士在2004年召開的IEEE電力系統研討與博覽會上提出了分布式柔性交流輸電系統(Distributed Flexible ACTransmission System,D-FACTS)的新型柔性交流輸電系統概念。D-FACTS技術是利用大量小功率的單相補償設備分散安裝在線路上，通過對大量設備的集群協調控制，實現集中式FACTS設備的補償功能。D-FACTS設備是一批低功率等級，具有更強商業開發價值的補償設備。

分布式靜止串聯補償器(Distributed Static Series Compensator,DSSC)則是D-FACTS家族中的重要一員，其將小容量串聯補償設備通過變壓器耦合的方式串聯在輸電線路上，分散安裝在每相線路中，通過大量分布式單元的協調控制來調節線路阻抗，實現對線路潮流的控制。該控制器體積小、重量輕，所以可以直接掛在輸電線路或桿塔上，無須占地安裝，是一種實用性很高的新型潮流控制器。

DSSC可通過單相換流器控制其交流輸出電壓，從而改變線路阻抗，調節線路潮流或節點電壓，由于其輸出電壓完全受控，因此可在其容量范圍內輸出任意電壓值。DSSC工作于額定電壓或接近額定電壓時運行效率很高，但若輸出電壓低至一定水平，則其運行效率將明顯下降，因此應盡量避免DSSC運行于過低輸出電壓工況下。

另外，DSSC直流側只有電容，無其他電源，因此開始運行前需要通過交流側從線路獲取能量為直流側充電，此過程不可避免要從線路吸收有功功率，若一條線路中的同一相的多個DSSC同時從線路吸收功率為直流側電容充電，則會對線路潮流造成較大沖擊，引起線路電壓畸變。同理，若一相中的DSSC同時退出，也會突然造成較大功率波動。而目前，尚未有研究成果對避免DSSC運行于過低電壓的協調控制方法以及避免DSSC同時充電或同時退出的有序控制策略進行詳細闡述。