本实用新型专利技术公开了一种交流系统消能装置，包括：第一消能单元与第二消能单元串联连接，第二消能单元与旁路开关连接，当交流系统过电压时，控制模块以两级控制接入方式或多级控制接入方式，通过控制各旁路开关的通断状态，使消能子单元逐步接入交流母线，以抑制交流系统过电压；当交流系统故障欠电压，控制模块以多级控制接入方式，通过控制各旁路开关的通断状态，使消能子单元逐步接入交流母线，以抑制交流系统过电压，从而实现仅利用旁路开关即可实现将消能模块逐步接入交流母线，以抑制交流系统过电压。统过电压。统过电压。
【技术实现步骤摘要】
一种交流系统可控消能装置
[0001]本技术涉及直流输电
，具体涉及一种交流系统可控消能装置。
技术介绍
[0002]特高压直流输电换流器需要大量的无功功率通常在换流站内采用就地安装滤波场站的方式进行补偿。换相失败是导致常规特高压直流输电送端电网过压的原因之一，而在此过程中，滤波场站带来的盈余无功将给送端交流系统带来较大的暂态过电压，而且，过电压随功率盈余和线路等值电抗增加而增大。交流系统故障导致新能源场站输送额外无功在故障恢复后期也会导致过电压，不仅如此，特高压送端交流系统过电压受到多种因素的交叉影响，换相失败、直流单双极闭锁等都会不同程度导致送端交流电网过压现象发生。这些问题导致的过电压严重制约送端交流系统安全稳定运行，特别是对于弱交流系统过电压更为明显，针对送端交流系统过电压的抑制也有广泛的研究，解决思路有三类，现有解决思路包括以下三类：方法一：主动优化控制和优化送端无功补偿控制，该方法能够从控制源头上通过优化控制来减缓过电压。通过优化控制参数可以有效增加系统响应速度控制无功补偿量，从而使过电压维持在较低水平以内。送端受端与无功补偿的协调配合能够有效地降低送端交流系统的过电压。但是该方法对控制要求较高，可能还需要送端和受端的协调配合通信，使系统可靠性降低。同时，针对不同的新能源场站情况下的参数统一整定也存在较大的困难；方法二：增大系统短路比，相较于功率盈余的角度而言，该方法从增大系统短路比方面而言来抑制过电压。虽然增大短路比，减小系统线路阻抗能够抑制系统过电压，但一般而言是通过线路串联电容等无功补偿方式，一方面会产生谐波，降低电能质量，另一方面也会导致系统发生振荡。而且改变线路走廊或者增设无功调节装置对已有的特高压直流输电系统的改造耗材较大；方法三：被动能耗类，通过引入能耗装置，来消除故障期间功率盈余从而有效地减小过电压，其效果受制于耗能装置类型及其对应控制投切方式。
技术实现思路
[0003]因此，本技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的交流系统过电压抑制方法易导致系统发生振荡，且对控制方法要求高的缺陷，从而提供一种交流系统可控消能装置。
[0004]为达到上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0005]第一方面，本技术实施例提供一种交流系统可控消能装置，其特征在于，包括：多个消能模块、控制模块，其中，交流系统通过三相交流母线与变压器网侧连接，每个消能模块与一相交流母线连接，消能模块之间以星型或角型连接方式连接；每个消能模块均包括第一消能单元、第二消能单元及至少一个旁路开关，每个消能单元均由多个消能子单元串联连接构成，一个旁路开关与对应预设数量的串联连接的第二消能单元的消能子单元并联连接；控制模块，与每个消能模块、交流系统连接，用于判断交流系统是否过电压，或交流系统故障欠电压，当交流系统过电压时，控制模块基于当前交流系统电压、额定电压，以
两级控制接入方式或多级控制接入方式，使消能子单元逐步接入交流母线，以抑制交流系统过电压；当交流系统故障欠电压，控制模块基于当前交流系统电压、额定电压，以多级控制接入方式，使消能子单元逐步接入交流母线，以抑制交流系统过电压；逐步接入消能子单元时，每次接入交流母线的消能子单元的数量由当前交流系统电压、额定电压确定。
[0006]在一实施例中，两级控制接入方式中，旁路开关的数量为1个，旁路开关与第二消能单元并联连接。
[0007]在一实施例中，多级控制接入方式中，旁路开关并联为多个，其中，一个旁路开关并联第二消能单元的消能子单元的数量，由每次接入消能子单元的数量确定。
[0008]在一实施例中，消能子单元为避雷器。
[0009]在一实施例中，旁路开关为电力电子开关。
[0010]第二方面，本技术实施例提供一种交流系统可控消能装置的应用方法，其特征在于，基于第一方面的交流系统可控消能装置，应用方法包括：控制模块判断当前交流系统是否故障，且消能装置的电压是否处于欠压状态，或当前交流系统未故障，且消能装置的电压处于过电压状态；当前交流系统故障，且消能装置的电压处于欠压状态时，控制模块基于当前交流系统电压、额定电压，以多级控制接入方式，使消能子单元逐步接入交流母线，以抑制交流系统过电压；当前交流系统未故障，且消能装置的电压处于过电压状态时，控制模块基于当前交流系统电压、额定电压，以两级控制接入方式或多级控制接入方式，使消能子单元逐步接入交流母线，以抑制交流系统过电压。
[0011]在一实施例中，当前交流系统故障，且消能装置的电压处于欠压状态时，控制模块基于当前交流系统电压、额定电压，以多级控制接入方式，使消能子单元逐步接入交流母线的过程，包括：控制模块获取多个依次递增的第一预设电压阈值，其中，最大的第一预设电压阈值小于交流系统的最大承受电压，最小的第一预设电压阈值大于额定电压，并且每个第一预设电压阈值对应相应的需接入交流母线的第二消能单元的消能子单元的数量；控制模块判断消能装置的电压是否低于第一预设倍数的额定电压，当其低于时，控制所有的旁路开关处于闭合状态，将第一消能单元接入交流母线，所述第一预设倍数为小于1的数值；在消能装置的电压上升到最大承受电压后降低至额定电压的过程中，控制模块实时获取当前消能装置的电压，并确定与当前消能装置的电压最接近、且大于消能装置的电压的第一预设电压阈值；根据第一预设电压阈值，控制模块确定其对应的需接入交流母线的第二消能单元的消能子单元的数量，断开相应的旁路开关。
[0012]在一实施例中，当前交流系统未故障，且消能装置的电压处于过电压状态时，控制模块基于当前交流系统电压、额定电压，以两级控制接入方式，使消能子单元逐步接入交流母线的过程，包括：控制模块判断当前消能装置的电压是否高于第二预设倍数的额定电压，第二预设倍数为大于1 的数值；当当前消能装置的电压高于第二预设倍数的额定电压时，控制模块闭合旁路开关，将第二消能单元旁路，将第一消能单元接入交流母线；判断当前消能装置的电压是否高于第三预设倍数的额定电压，第三预设倍数小于第一预设倍数，且第三预设倍数为大于1的数值；当当前消能装置的电压高于第三预设倍数的额定电压时，控制模块断开旁路开关，将第一消能单元及第二消能单元均接入交流母线。
[0013]在一实施例中，当前交流系统未故障，且消能装置的电压处于过电压状态时，控制模块基于当前交流系统电压、额定电压，以多级控制接入方式，使消能子单元逐步接入交流
母线的过程，包括：控制模块获取多个依次递增的第二预设电压阈值，其中，最大的第二预设电压阈值小于交流系统的最大承受电压，最小的第二预设电压阈值大于额定电压，并且每个第二预设电压阈值对应相应的需接入交流母线的第二消能单元的消能子单元的数量；控制模块判断消能装置的电压是否高于第四预设倍数的额定电压，当其低于时，控制所有的旁路开关处于闭合状态，将第一消能单元接入交流母线，所述第四预设倍数的额定电压大于最大的第二预设电压阈值；在消能装置的电压上升到最大承受电压后降低至额定电压的过程中，控制模块实时获取当前消能装置的电压，并本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种交流系统可控消能装置，其特征在于，包括：多个消能模块、控制模块，其中，交流系统通过三相交流母线与变压器网侧连接，每个消能模块与一相交流母线连接，消能模块之间以星型或角型连接方式连接；每个消能模块均包括第一消能单元、第二消能单元及至少一个旁路开关，每个消能单元均由多个消能子单元串联连接构成，一个旁路开关与对应预设数量的串联连接的第二消能单元的消能子单元并联连接；控制模块，与每个消能模块、交流系统连接，用于判断交流系统是否过电压，或交流系统故障欠电压，当交流系统过电压时，控制模块基于当前交流系统电压、额定电压，以两级控制接入方式或多级控制接入方式，使消能子单元逐步接入交流母线，以抑制交流系统过电压；当交流系统故障欠电压，控制模块基于当前交流系统电压、额定电压，...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘杉，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：
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