[發明專利]一種柔性互聯變電站結構及控制方法

有效

• 申請號: 202110490328.6
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN113036800B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 班國邦;呂黔蘇;馬曉紅;張蝶;袁旭峰;楊旗;張露松;鄒雕;楊柳青;楊文勇;劉麗;李義
• 申請（專利權）人: 貴州電網有限責任公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/18;H02G7/16
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 商小川

1.一種柔性互聯變電站結構，它包括電源S1和電源S2；1#主變和2#主變、10kV母線Ⅰ和10kV母線Ⅱ；電源S1和1#主變通過第一開關（1）與10kV母線Ⅰ連接；電源S2和2#主變通過第二開關（2）與10kV母線Ⅱ連接；其特征在于：換流器MMC1和換流器MMC2組成背靠背MMC換流器連接在10kV母線Ⅰ和10kV母線Ⅱ之間，取代變電站內主變低壓側35kV或10kV母線聯絡開關，其中換流器MMC1通過第三開關（3）與10kV母線Ⅰ連接；換流器MMC2通過第四開關（4）與10kV母線Ⅱ連接；覆冰段線路通過第十二開關（12）和第十三開關（13）接入換流器MMC1和換流器MMC2的直流側；第十二開關（12）接在第五開關（5）和第九開關（9）之間；第十三開關（13）接在第十一開關（11）和第八開關（8）之間；

換流器MMC1直流側正端和換流器MMC2直流側正端通過第五開關（5）、第九開關（9）和第七開關（7）連接；換流器MMC1直流側負端和換流器MMC2直流側負端通過第六開關（6）、第十一開關（11）和第八開關（8）連接；第九開關（9）的輸出端與第十一開關（11）的輸入端之間通過第十開關（10）連接；

閉合第一開關（1）、第二開關（2）將10kV母線Ⅰ和10kV母線Ⅱ接入柔性互聯變電站；然后閉合第三開關（3）、第四開關（4）將兩臺換流器MMC接入；第九開關（9）和第十一開關（11）斷開，將第十開關（10）閉合，隨后再閉合第五開關（5）、第六開關（6）、第七開關（7）、第八開關（8）、第十二開關（12）和第十三開關（13），通過兩臺換流器MMC直流融冰裝置的拓撲切換，實現兩臺換流器串聯運行，兩臺換流器串聯運行時以獲得2倍相對于單臺換流器的額定直流輸出電壓，從而滿足長距離線路或地線的融冰需求；

閉合第一開關（1）、第二開關（2）將10kV母線Ⅰ和10kV母線Ⅱ接入柔性互聯變電站；然后閉合第三開關（3）、第四開關（4）將兩臺換流器MMC接入；閉合第十二開關（12）和第十三開關（13）將覆冰線路接入；然后將第十開關（10）和第十一開關（11）斷開，再將第五開關（5）、第六開關（6）、第七開關（7）、第八開關（8）和第九開關（9）閉合，使兩臺換流器并聯運行，以獲得2倍相對于單臺換流器的額定直流輸出電流，從而滿足更大線徑導線的融冰需求。

2.根據權利要求1所述的一種柔性互聯變電站結構，其特征在于：所述換流器為直掛式全橋換流器。

3.根據權利要求1所述的一種柔性互聯變電站結構，其特征在于：每臺換流器MMC由交流斷路器、充電電阻、橋臂電抗器和柔性直流換流閥組成；柔性直流換流閥由模塊化多電平換流器組成，為3相6橋臂形式，每個橋臂由N個全橋功率模塊；N大于等于10。

4.如權利要求1所述的一種柔性互聯變電站結構的控制方法，其特征在于：它包括：閉合第一開關（1）、第二開關（2）將10kV母線Ⅰ和10kV母線Ⅱ接入柔性互聯變電站；將第十二開關（12）、第十三開關（13）均處于斷開狀態，然后閉合第三開關（3）、第四開關（4）將兩個換流器接入，隨后閉合第五開關（5）、第六開關（6）、第七開關（7）、第八開關（8）、第九開關（9）和第十一開關（11），此時兩個換流器采用共直流母線組成背靠背換流器，此時用背靠背換流器取代變電站內主變低壓側35kV或10kV母線聯絡開關，調節主變之間的實時功率和線路的潮流調控，實現主變之間的實時功率均衡控制和線路潮流主動調控，實現柔性互聯功能，組成柔性互聯變電站。

5.如權利要求1所述的一種柔性互聯變電站結構的控制方法，其特征在于：閉合第一開關（1）、第二開關（2）將10kV母線Ⅰ和10kV母線Ⅱ接入柔性互聯變電站；將第十二開關（12）、第十三開關（13）均處于斷開狀態；然后閉合第三開關（3）、第四開關（4）將兩臺換流器MMC接入；將兩臺MMC直流側第五開關（5）、第六開關（6）、第七開關（7）、第八開關（8）、第九開關（9）和第十一開關（11）斷開，則單臺換流器MMC視為兩套鏈式STATCOM裝置并聯運行，通過調控換流器的控制方式和運行參數，通過提供或吸收無功功率滿足35kV或10kV母線Ⅰ和10kV母線Ⅱ的無功功率需求，維持母線電壓穩定。