本实用新型专利技术提供了一种多运行模式的统一潮流控制器，统一潮流控制器包括变压器，换流器模块(12)和模式转换开关模块(11)，变压器包括串联接入输电线路的串联变压器(3)，和并联接入交流系统的并联变压器(8)；换流器模块(12)一端经模式转换开关模块(11)与并联变压器(8)相连，另一端分别与串联变压器(3)和模式转换开关模块(11)相连。本实用新型专利技术用于输电或配电线路时，可大幅提高线路潮流控制能力和电压稳定性，具有功能灵活、装置可靠性高的优点。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及电力电子
，具体讲涉及一种多运行模式的统一潮流控制器。
技术介绍
随着电力系统的大力发展，新能源的规模接入、网架结构日益复杂、潮流分布不均、电压支撑能力不足等问题给电网的安全稳定运行提出了新的要求，带来了新的挑战。部分地区出现的供电瓶颈，不能满足负荷发展需要。电网的运行情况来表明，潮流分布不均是制约电网输送能力的重要因素。鉴于传统电网缺乏有效的潮流调节手段，需用新型灵活电流输送系统(Flexible Alternative Current Transmit System，FACTS)来改善系统运行工况，确保稳定运行，是提高电网输送容量的一种现实且理想的选择。作为第3代FACTS系统代表的统一潮流控制器(Unified Power Flow Controller，UPFC)，是迄今为止功能最全面的，因为具有能分别或同时实现并联补偿、串联补偿、移相和端电压调节等多种基本功能。UPFC既能在确保电力系统稳定运行情况下实现潮流调节，合理控制有功功率、无功功率，提高线路的输送能力，实现优化运行；又能在动态情况下，通过快速无功吞吐，动态支撑接入点的电压，提高系统的电压稳定性；不仅如此，还可改善系统阻尼，提高功角稳定性。现有的统一潮流控制器由两个电压源换流器分别串联和并联接入系统，串联侧实现潮流控制功能，并联侧实现无功电压调节功能。然而其功能配置不够灵活，比如在不需要潮流控制，而需要大量无功支撑时，不能通过灵活配置使系统两个换流器全部并联无功补偿运行。针对上述问题，因此需要提一种满足不同的系统调节需求，并降低装置损耗，提高设备可靠性的统一潮流控制器。技术内容为了克服上述现有技术的不足，本技术提供一种多运行模式的统一潮流控制器,包括以下步骤：统一潮流控制器包括：变压器，换流器模块(12)和模式转换开关模块(11)，
变压器包括串联接入输电线路的串联变压器(3)，和并联接入交流系统的并联变压器(8)；换流器模块(12)一端经模式转换开关模块(11)与并联变压器(8)相连，另一端与所述串联变压器(3)和模式转换开关模块(11)相连。换流器模块(12)包括：第一换流器(13)和第二换流器(14)；第一换流器(13)和第二换流器(14)的直流侧彼此相连；第一换流器(13)的交流侧与模式转换开关模块(11)一端相连；第二换流器(14)的交流侧包括经第一断路器(5)与串联变压器(3)相连的支路，和与模式转换开关模块(11)相连的另一支路。串联变压器(3)与旁路开关(2)并联；并联变压器(8)与交流系统间设有第二断路器(7)。模式转换开关模块(11)包括：第一软起动电路(9)、第一模式转换开关(6)和第二模式转换开关(10)；第二换流器(14)的交流侧经第一模式转换开关(6)，第一换流器(13)的交流侧经第二模式转换开关(10)与第一软起动电路(9)一端相连，第一软起动电路(9)的另一端与并联变压器(8)一端相连。模式转换开关模块(11)包括：第一软起动电路(9)，第二软起动电路(15)，第一模式转换开关(6)和第二模式转换开关(10)；第一软起动电路(9)和第二软起动电路(15)的一端互联，第一软起动电路(9)另一端经第一模式转换开关(6)与第二换流器(14)交流侧相连，第二软起动电路(15)另一端经第二模式转换开关(10)第一换流器(13)交流侧相连。并联变压器(8)为三绕组变压器。模式转换开关模块(11)包括：第一软起动电路(9)，第二软起动电路(15)，第一模式转换开关(6)和第二模式转换开关(10)；第二换流器(14)的交流侧经第一模式转换开关(6)与第一软起动电路(9)一端相连，第一换流器(13)的交流侧经第二模式开关(10)和所述第二软起动电路(15)一端相连；第一软起动电路(9)的另一端和第二软起动电路(15)另一端分别与三绕组变压器中的两端相连。模式转换开关模块(11)包括：第一软起动电路(9)，第二软起动电路(15)，第一模式转换开关(6)和第二模式转换开关(10)；第二换流器(14)的交流侧
经第一模式转换开关(6)与第一软起动电路(9)一端相连，第一换流器(13)的交流侧经第二模式开关(10)和第二软起动电路(15)一端相连；第一软起动电路(9)的另一端与第一并联变压器(16)一端相连，第二软起动电路(15)另一端与并联变压器(8)一端相连，并联变压器(8)和所述第一并联变压器(16)的另一端相互连接。第一软起动电路(9)和第二软起动电路(15)包括电阻和与其并联的断路器。第一换流器(13)和所述第二换流器(14)包括：两电平换流器、三电平换流器、模块化多电平换流器、H桥级联多电平换流器、二极管钳位型换流器和/或飞跨电容型换流器。旁路开关(2)包括：断路器、隔离开关和/或电力电子器件构成的开关；开关为单个开关或两个开关组成的双旁路结构。第一模式转换开关(6)和第二模式转换开关(10)包括：断路器、隔离开关和/或电力电子器件构成的开关。与最接近的现有技术相比，本技术提供的技术方案具有以下益效果：1、本技术实现了四种不同运行模式，包括：UPFC运行模式、单STATCOM模式、双STATCOM模式和SSSC模式。2、本技术的四种模式可灵活配置，可根据电网运行需要切换不同运行模式。尤其，双STATCOM模式可提供大范围动态无功补偿，满足不同运行方式要求，提高系统电压稳定性。3、本技术用于输电或配电线路时，可大幅提高线路潮流控制能力和电压稳定性，具有功能灵活、装置可靠性高的优点。附图说明图1是本技术实施例的一种统一潮流控制器结构示意图；图2是本技术实施例的另一种统一潮流控制器结构示意图；图3是本技术实施例的又一种统一潮流控制器结构示意图；图4是本技术实施例的再一种统一潮流控制器结构示意图；1-交流母线；2-旁路开关；3-串联变压器；4-输电线路电阻；5-第一断路器；
6-第一模式转换开关；7-第二断路器；8-并联变压器；9-第一软起动电路；10-第二模式转换开关；11-模式转换开关模块；12-换流器模块；13-第一换流器；14-第二换流器；15-第二软起动电路；16-第一并联变压器。具体实施方式下面结合说明书附图对本技术的技术方案做进一步详细说明。如图1所示的一种多运行模式的统一潮流控制器中，包含至少一个串联变压器3、一个并联变压器8、两个换流器13和14、模式转换开关6和10以及其它必要电力设备。其中两个换流器的直流侧经开关相连，换流器的交流侧经模式转换开关分别接入串联变压器3和并联变压器8，串联变压器3串联接入输电线路，并联变压器8并联接入交流系统。换流器可以采用两电平换流器、三电平换流器、模块化多电平换流器、H桥级联多电平换流器、二极管钳位型换流器和飞跨电容型换流器等任意一种或多种组合。换流器的保护需配置快速旁路开关，在系统或装置故障时，将换流器置于旁路，避免系统对装置或装置对系统的不利影响。快速旁路开关可以是断路器、隔离开关或电力电子器件构成的开关，开关可以是单个开关或两个开关组成的双旁路结构，优选的采用晶闸管双向开关。保护串联的侧换流器需配置快速旁路开关2，在系统或装置故障时，将换流器旁路本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多运行模式的统一潮流控制器，所述统一潮流控制器包括变压器，换流器模块(12)和模式转换开关模块(11)，其特征在于，所述变压器包括串联接入输电线路的串联变压器(3)，和并联接入交流系统的并联变压器(8)；所述换流器模块(12)一端经所述模式转换开关模块(11)与所述并联变压器(8)相连，另一端分别与所述串联变压器(3)和所述模式转换开关模块(11)相连。
【技术特征摘要】
1.一种多运行模式的统一潮流控制器，所述统一潮流控制器包括变压器，换流器模块(12)和模式转换开关模块(11)，其特征在于，所述变压器包括串联接入输电线路的串联变压器(3)，和并联接入交流系统的并联变压器(8)；所述换流器模块(12)一端经所述模式转换开关模块(11)与所述并联变压器(8)相连，另一端分别与所述串联变压器(3)和所述模式转换开关模块(11)相连。2.根据权利要求1所述的统一潮流控制器,其特征在于，所述换流器模块(12)包括：第一换流器(13)和第二换流器(14)；所述第一换流器(13)和第二换流器(14)的直流侧彼此相连；所述第一换流器(13)的交流侧与所述模式转换开关模块(11)一端相连；所述第二换流器(14)的交流侧包括:经第一断路器(5)与所述串联变压器(3)相连的支路，和与所述模式转换开关模块(11)相连的另一支路。3.根据权利要求2所述的统一潮流控制器，其特征在于，所述串联变压器(3)与旁路开关(2)并联；所述并联变压器(8)与所述交流系统间设有第二断路器(7)。4.根据权利要求3所述的统一潮流控制器,其特征在于,所述模式转换开关模块(11)包括：第一软起动电路(9)、第一模式转换开关(6)和第二模式转换开关(10)；所述换流器模块(12)的交流侧两端分别经所述第一模式转换开关(6)和所述第二模式转换开关(10)与所述第一软起动电路(9)一端相连，所述第一软起动电路(9)的另一端与所述并联变压器(8)一端相连。5.根据权利要求3所述的统一潮流控制器,其特征在于，所述模式转换开关模块(11)包括：第一软起动电路(9)，第二软起动电路(15)，第一模式转换开关(6)和第二模式转换开关(10)；所述第一软起动电路(9)和所述第二软起动电路(15)的一端互联，所述第一软起动电路(9)另一端经所述第一模式转换开关(6)与所述第二换流器(14)的交流侧相连，所述第二软起动电路(15)另一端经所述第二模式转换开关(10) 所述第一换流器(13)的交流侧相连。6.根据权利要求3所述的统一潮流控制器,其特征在于，所述并联...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆振纲，赵国亮，邓占锋，蔡林海，尉志勇，宋洁莹，戴朝波，于弘洋，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：北京;11
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