一种适用于双回线路的高可靠性统一潮流控制器制造技术

本发明专利技术提出了一种适用于双回线路的高可靠性统一潮流控制器，包含至少一个并联变压器、四个换流器、至少两个串联变压器、并联侧倒闸回路、串联侧倒闸回路以及直流公共母线；所述串联变压器的至少一侧并联至少一组旁路开关；至少一个换流器的交流侧经过串联侧倒闸回路与至少一个串联变压器连接后,再串联接入线路；至少一个换流器的交流侧经过并联侧倒闸回路与至少一个并联变压器连接后，接入交流系统；所述换流器的直流侧通过转换开关连接于直流公共母线。此结构可以实现多种运行方式，在一个换流器故障时，仍可以控制双回输电线路的潮流和并联侧交流系统的电压；在两个换流器故障时，可以实现双回线路的潮流控制，具有很好的灵活性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
-种适用于双回线路的高可靠性统一潮流控制器
本专利技术涉及一种柔性交流输电技术，具体涉及一种适用于双回线路的高可靠性统 一潮流控制器。
技术介绍
随着大型电力系统的互联以及各种新设备的使用，在使发电、输电更经济、更高效 的同时也增加了电力系统的规模和复杂度；再加上大量的分布式发电系统接入电网，使传 统的固定由输电网向配电网传送的潮流发生逆向；用户负荷的不断增长需要潮流控制手段 提高现有的功率输送能力；正在蓬勃发展的智能电网和电力市场间复杂的功率交换需要频 繁的潮流控制。 统一潮流控制器，又称UPFC(Unified Power Flow Controller),是目前为止通用 性最好的潮流控制装置，最简单的UPFC由两个完全相同的电压源换流器通过直流公共端 连接，可以看作是一台静止同步补偿器（STATC0M)和一台静止同步串联补偿器（SSSC)并联 构成，仅通过改变控制规律，就能分别或同时并快速地实现并联补偿、串联补偿和移相等不 冋的控制功能，提1?电力系统的性能。 目前对统一潮流控制器研究的较多的是针对单回输电线路统一潮流控制器的拓 扑结构及控制策略，对应用于双回输电线路的统一潮流控制器研究的较少。由于目前国内 输电网络多为双回线路或者更多回线路，潮流优化问题以及N-1过流问题等会在多回线路 上均有体现，如只在多回线路的其中一回线路上安装统一潮流控制器控制线路的潮流，控 制的效果不佳。因此，如果统一潮流控制器的优化选址地点为双回线路，则需要在双回线路 上均安装。若按照单条线路UPFC的结构在双回线路的每回均安装一套UPFC，在任何一个换 流器故障后，不能实现双回输电线路的潮流控制，只能通过断开一条线路，单回线路带UPFC 运行、进行潮流控制，或者整套UPFC退出、双回线路不带UPFC运行，这两种方式均会降低电 网的输电能力及可靠性。 为了解决以上双回线路应用统一潮流控制器的不足，提高统一潮流控制器的效率 及可靠性，以及提高系统的输电能力，需要一种更灵活、更可靠的统一潮流控制器。
技术实现思路
本专利技术的目的，在于提供一种适用于双回输电线路的高可靠性统一潮流控制器， 此拓扑结构可以实现多种运行方式，在任何一个换流器故障或者检修时，仍可以实现双回 输电线路的潮流控制以及交流电压控制，具有很高的可靠性。 为了达到上述目的，本专利技术的解决方案是： -种适用于双回输电线路的高可靠性统一潮流控制器，其特征在于： 所述高可靠性统一潮流控制器包含至少一个并联变压器、四个换流器、至少两个 串联变压器、并联侧倒闸回路、串联侧倒闸回路以及直流公共母线；所述串联变压器的至少 一侧并联至少一组旁路开关；至少一个换流器的交流侧经过串联侧倒闸回路与至少一个串 联变压器连接后，再串联接入每回线路；至少一个换流器的交流侧经过并联侧倒闸回路与 至少一个并联变压器连接后，再接入交流系统；所述四个换流器的直流侧通过转换开关连 接于直流公共母线。 进一步地：所述的并联侧倒闸回路由至少一个转换开关构成，用于将换流器以不 同组合形式与并联侧交流系统连接或者退出连接；所述的串联侧倒闸回路由至少一个转换 开关构成，用于将换流器以不同组合形式与串联变压器连接或者退出连接。 进一步地：所述的高可靠性统一潮流控制器还包含至少一个并联侧起动电路，相 应地，所述的四个换流器中至少一个经过并联侧倒闸回路后，连接至少一个所述并联侧起 动电路，起动电路再与至少一个并联变压器连接。 进一步地：所述旁路开关为旁路断路器或者快速旁路开关。 进一步地：至少一组所述旁路断路器并联在所述串联变压器线路侧绕组的两端， 用于控制所述串联变压器的接入或者退出线路。 进一步地：至少一组所述快速旁路开关并联在所述串联变压器阀侧的相间，用于 故障时将所述换流器快速旁路，与线路隔离。 进一步地：所述的统一潮流控制器通过并联侧倒闸回路和串联侧倒闸回路的倒闸 操作，实现多种运行方式，包括但不限于：双回线路统一潮流控制器运行方式、单回线路统 一潮流控制器运行方式、静止同步补偿器运行方式、静止同步串联补偿器运行方式以及线 间潮流控制器运行方式。 进一步地：所述转换开关为隔离刀闸、或者断路器、或者由电力电子设备构成的开 关。 进一步地：所述并联变压器接入的交流系统为双回输电线路的公共母线，或者其 它交流母线。 进一步地：所述并联侧起动电路包括一对并联的电阻和开关，所述开关为隔离刀 闸、或者断路器、或者由电力电子器件构成的开关。 进一步地：所述快速旁路开关为断路器、双向反并联的晶闸管、或者其它电力电子 器件。 进一步地：所述换流器为电压源型换流器，包括但不限于两电平结构、变压器多重 化结构或者模块化多电平结构。 进一步地：所述串联变压器为单相或者三相变压器，所述串联变压器的线路侧绕 组分相串入线路。 进一步地：所述统一潮流控制器应用于N回输电线路时，所述换流器至少为N+2 个，所述串联变压器至少为N个，N为自然数且N大于2。 采用上述方案后，本专利技术可以提高双回线路应用统一潮流控制器的灵活性可靠 性。正常运行时，每两个换流器一组构成一套UPFC，分别控制双回线路的潮流；两个并联侧 换流器与交流系统进行快速无功补偿，或者控制并联侧交流母线。当其中一个换流器故障 或者检修时，可以通过倒闸操作使一个换流器并联连接、另外两个换流器串联接入线路，构 成三端、双回线路运行方式运行，依然可以控制双回线路的潮流以及交流系统电压。当两个 换流器故障或者检修时，剩下的两个换流器可以通过倒闸操作变为SSSC或线间潮流控制 器IPFC运行，仍能控制双回线路的潮流；或者断开一回线路，变成单回线路UPFC运行。此 夕卜，四个换流器均可以作为STATCOM运行，提高系统的无功储备。由于四个换流器均可以通 过倒闸回路均可以并联或者串联接入系统，其控制方式灵活多便，同时极大的提高了统一 潮流控制器的可靠性。对于N回线路应用统一潮流控制器，可以采用类似的结构，换流器只 需至少选择N+2个即可。 【附图说明】 图1是本专利技术一个实施例的统一潮流控制器的单相等效结构图； 图2是本专利技术另一个实施例的统一潮流控制器的单相等效结构图； 图3是本专利技术一个实施例的并联变压器接入的交流系统是双回线路公共母线的 结构图。 图4是本专利技术一个实施例的以转换开关构成并联侧倒闸回路和串联侧回路倒闸 回路的结构图。 图5是本专利技术以转换开关构成并联侧倒闸回路和串联侧回路倒闸回路的另一个 实施例的结构图。 【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术的【具体实施方式】进行详细说明。 本专利技术提出一种适用于双回输电线路的高可靠性统一潮流控制器，其一个较优实 施例如图1所示。图中，1为并联变压器，2为并联侧起动电路，3为并联侧倒闸回路，4为电 压源换流器，5为直流母线及转换开关，6为串联侧倒闸回路，7为串联变压器阀侧绕组并联 的快速旁路开关，8为串联变压器，9、10为串联变压器线路侧绕组并联的旁路断路器，11为 双回线路值等电抗。 所述的高可靠性统一潮流控制器包含至少一个并联变压器1、起动电路2、四个换 流器4、至少两个串联变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于双回线路的高可靠性统一潮流控制器，其特征在于：所述高可靠性统一潮流控制器包含至少一个并联变压器、四个换流器、至少两个串联变压器、并联侧倒闸回路、串联侧倒闸回路以及直流公共母线；所述串联变压器的至少一侧并联至少一组旁路开关；至少一个换流器的交流侧经过串联侧倒闸回路与至少一个串联变压器连接后,再串联接入每回线路；至少一个换流器的交流侧经过并联侧倒闸回路与至少一个并联变压器连接后，再接入交流系统；所述四个换流器的直流侧通过转换开关连接于直流公共母线。

【技术特征摘要】
1. 一种适用于双回线路的高可靠性统一潮流控制器，其特征在于： 所述高可靠性统一潮流控制器包含至少一个并联变压器、四个换流器、至少两个串联 变压器、并联侧倒闸回路、串联侧倒闸回路以及直流公共母线；所述串联变压器的至少一侧 并联至少一组旁路开关；至少一个换流器的交流侧经过串联侧倒闸回路与至少一个串联变 压器连接后，再串联接入每回线路；至少一个换流器的交流侧经过并联侧倒闸回路与至少 一个并联变压器连接后，再接入交流系统；所述四个换流器的直流侧通过转换开关连接于 直流公共母线。2. 如权利要求1所述的一种适用于双回输电线路的高可靠性统一潮流控制器，其特征 在于：所述的并联侧倒闸回路由至少一个转换开关构成，用于将换流器以不同组合形式与 并联侧交流系统连接或者退出连接；所述的串联侧倒闸回路由至少一个转换开关构成，用 于将换流器以不同组合形式与串联变压器连接或者退出连接。3. 如权利要求1所述的一种适用于双回输电线路的高可靠性统一潮流控制器，其特征 在于：所述的高可靠性统一潮流控制器还包含至少一个并联侧起动电路，相应地，所述的 四个换流器中至少一个经过并联侧倒闸回路后，连接至少一个所述并联侧起动电路，起动 电路再与至少一个并联变压器连接。4. 如权利要求1所述的一种适用于双回输电线路的高可靠性统一潮流控制器，其特征 在于：所述旁路开关为旁路断路器或者快速旁路开关。5. 如权利要求4所述的一种适用于双回输电线路的高可靠性统一潮流控制器，其特征 在于：至少一组所述旁路断路器并联在所述串联变压器线路侧绕组的两端，用于控制所述 串联变压器的接入或者退出线路。6. 如权利要求4所述的一种适用于双回输电线路的高可靠性统一潮流控制器，其特征 在于：至少一组所述快速旁路开关并联在所述串联变压器阀侧的相间，用于故障时将所述 换流器快速旁路，与线路隔离...

【专利技术属性】
技术研发人员：田杰，沈全荣，李海英，李继红，孙维真，倪秋龙，张静，叶琳，王超，杨滢，董云龙，潘磊，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，南京南瑞继保工程技术有限公司，国网浙江省电力公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32