[發(fā)明專利]可抑制次同步諧振的配電網(wǎng)串聯(lián)電容補(bǔ)償裝置及補(bǔ)償方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910314923.7
• 申請(qǐng)日: 2019-04-18
• 公開（公告）號(hào): CN110011323A
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 琚澤立;蒲路;侯喆;郭潔;朱躍;趙學(xué)風(fēng);高子豪;李夢(mèng)真;張偉;陳磊;呂新良;楊傳凱;段瑋;孫浩飛;高峰;王南;尚宇;牛全保
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)陜西省電力公司電力科學(xué)研究院;西安交通大學(xué);國(guó)網(wǎng)陜西省電力公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/16
• 分類號(hào): H02J3/16;H02J3/18
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

本發(fā)明公開了一種可抑制次同步諧振的配電網(wǎng)串聯(lián)電容補(bǔ)償裝置及補(bǔ)償方法，該串聯(lián)電容補(bǔ)償裝置由補(bǔ)償單元和次同步諧振抑制單元組成。補(bǔ)償單元包括電容器、阻尼回路、限壓器以及旁路斷路器，用以提高持續(xù)運(yùn)行電壓下的電壓質(zhì)量。次同步諧振抑制單元包括電感線圈、晶閘管及控制支路組成，控制支路由電源、帶通濾波器、整流電路、電壓比較器以及觸發(fā)電路，在補(bǔ)償單元與配電系統(tǒng)發(fā)生次同步諧振時(shí)，帶通濾波器通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)配電網(wǎng)的次同步諧振頻率、電壓信號(hào)，進(jìn)行濾波后經(jīng)整流電路處理將交流信號(hào)轉(zhuǎn)為直流信號(hào)，傳輸給電壓比較器進(jìn)行比較，輸出給觸發(fā)電路進(jìn)行處理，觸發(fā)晶閘管可靠導(dǎo)通。電源為為次同步諧振單元提供工作電源。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及串聯(lián)電容補(bǔ)償以及電力電子技術(shù)。

背景技術(shù)

電力系統(tǒng)為了滿足各種各樣負(fù)荷的電力需求，需要提供符合電壓質(zhì)量的有功功率和無(wú)功功率，通過(guò)串聯(lián)電容補(bǔ)償裝置保證電壓質(zhì)量和無(wú)功需求是經(jīng)濟(jì)的。串聯(lián)電容無(wú)功補(bǔ)償裝置提供了改善電壓質(zhì)量、隨運(yùn)行電壓正向提供無(wú)功功率的手段。串聯(lián)電容器可直接補(bǔ)償輸電線路電抗，改善電壓質(zhì)量這是采用串聯(lián)電容補(bǔ)償?shù)闹饕颍岣吡穗娏ο到y(tǒng)的穩(wěn)定性，并有助于控制線路電壓降。串聯(lián)電容器是無(wú)源的，它無(wú)需外部控制或調(diào)度員操作就可以發(fā)揮作用。

1970年，Nevada州南部Mohave工程一臺(tái)750MVA并列雙軸式汽輪發(fā)電機(jī)組在500kV輸電系統(tǒng)放射式接入南California 283km(176mile)帶有串聯(lián)電容補(bǔ)償設(shè)備的輸電線路Lugo母線時(shí)，發(fā)生了機(jī)軸損壞。幾乎完全同樣的事件又在1971年發(fā)生。事故報(bào)告顯示，事故是由在投切發(fā)電機(jī)組暫態(tài)過(guò)程中串聯(lián)電容器與汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)生次同步諧振(subsynchronous resonance，SSR)所致。

Mohave事件使人們意識(shí)到使用串聯(lián)電容補(bǔ)償設(shè)備發(fā)生次同步諧振的潛在危險(xiǎn)。這使所有正在使用和準(zhǔn)備使用串聯(lián)電容補(bǔ)償裝置的電業(yè)部門不得不考慮其他替代手段或抑制措施。主要的替代手段是減小輸電線路感抗，采用更高的輸電電壓，或采用并聯(lián)補(bǔ)償、可控調(diào)壓、直流輸電等方法。這些方法均需要更高的資金投入，并會(huì)增加對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行可靠性和環(huán)境的影響。因此，從綜合效益看，串聯(lián)電容補(bǔ)償是一種高效經(jīng)濟(jì)的提高電壓質(zhì)量、進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)氖侄危紫缺仨毥鉀Q抑制次同步諧振問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種可抑制次同步諧振的配電網(wǎng)串聯(lián)電容補(bǔ)償裝置及補(bǔ)償方法，抑制次同步諧振的進(jìn)一步發(fā)展，用于配電網(wǎng)系統(tǒng)中改善電壓質(zhì)量。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明一種可抑制次同步諧振的配電網(wǎng)串聯(lián)電容補(bǔ)償裝置包括一組電容器C、電感線圈L1、電感線圈L2、一臺(tái)阻尼電阻R、一個(gè)晶閘管組V及其控制支路、一組限壓器F、旁路斷路器QF1以及斷路器QF2，串聯(lián)電容補(bǔ)償裝置分為補(bǔ)償單元和次同步諧振抑制單元兩部分，本裝置所有器件均由A、B、C三相組成。

補(bǔ)償單元中，電容器用于補(bǔ)償配電網(wǎng)線路發(fā)生的電壓降落，使配網(wǎng)線路各個(gè)節(jié)點(diǎn)電壓滿足規(guī)定的電能質(zhì)量要求。電容器是串補(bǔ)的核心部件，用于補(bǔ)償配電網(wǎng)線路發(fā)生的電壓降落，其容值的大小和接入、退出直接影響沿線電壓的補(bǔ)償效果，電容器容值的大小和線路感抗以及補(bǔ)償度有關(guān)，為500μF。電感線圈L2作為阻尼電感與阻尼電阻R并聯(lián)、再與一臺(tái)快速斷路器串聯(lián)，其整體與電容器并聯(lián)。限壓器F以及旁路斷路器QF1并聯(lián)在串聯(lián)補(bǔ)償設(shè)備兩端。

次同步諧振抑制單元中，電感線圈L1和晶閘管組串聯(lián)，形成的串聯(lián)支路與電容器C并聯(lián)，控制支路用來(lái)控制晶閘管組的開斷。