[发明专利]基于可控电抗器的线路串联电压控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统的运行状态控制装置，具体涉及用于高压系统和超高压系统中的一种基于可控电抗器且可连续调节线路串联电压的装置。

背景技术

优化电力系统的运行状态对电力系统的安全、经济、高效运行具有重要的影响，有效控制线路的潮流及线路的等效参数是优化电力系统运行状态的基础和关键，虽然采用并联方式也可以控制线路潮流，如FACTS家族中的静止同步补偿器(STATCOM)(Schauder，C.D.Development of a 100MVAR static condenser for voltage control of transmissionsystem[J]IEEE Transactions on Power Delivery，Vol.10，No.3，July 1995)，但向线路串联电压是控制潮流和控制线路等效参数的最有效和最直接的方法，如FACTS家族中的静止同步串联补偿器(SSSC)(Gyugyi，L.，Schauder，C.D.，Sen，K.K.，Staticsynchronous series compensator：a solid-state approach to the series compensationof transmission lines[C]，IEEE，PES Winter Power Meeting，Paper No.96WM 120-6 PWRD，1996)以及统一潮流控制器(UPFC，Unified Power Flow Controller)。其中UPFC的功能最为强大，它能独立控制线路的有功潮流和无功潮流，独立地调节线路的等效电阻和等效电感。UPFC的强大功能主要源于其向线路提供的串联电压的幅值和相位均能够连续调节。但是UPFC的工作方式是首先将交流电通过整流转换为直流电，然后再将直流电通过逆变转换为需要的交流电，通过这个过程虽然能有效地控制串联电压的幅值和相位，但是这增加了电力电子器件承受的应力，特别是在高电压和大功率情况下。UPFC中电力电子器件承受应力的增加，不仅会极大地增加UPFC的价格，而且在目前的技术条件下也很难应用于高压系统和超高压系统中；同时由于UPFC的工作方式是将交流电转换成直流电，然后再将直流电转换为交流电，这个过程也降低了整个电力系统的运行效率。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种基于可控电抗器的线路串联电压控制装置，它将任意的三相对称交流电直接转换为同频率的、幅值和相位均能够满足要求的交流电，并将转换后的交流电串联进入线路中，实现线路串联电压的幅值和相位的连续调节。

本发明的目的是这样实现的：基于可控电抗器的线路串联电压控制装置，其特征在于，包括三相变压器XB，以及由单相变压器XCA、XCB、XCC，可控电抗器L_BA、L_BB、L_BC、L_CA、L_CB、L_CC和电容器C_A、C_B、C_C构成的三相线路串联电压控制电路；

三相变压器XB的原边绕组经三相开关K₁(K_1A、K_1B和K_1C)与三相电源相连，三相开关K₁的每相均有3个触头，开关K₁的A相的1号触头1A与A相电源相连，开关K₁的B相的1号触头1B与B相电源相连，开关K₁的C相的1号触头1C与C相电源相连；开关K₁的A相的2号触头2A与B相电源相连，开关K₁的B相的2号触头2B与C相电源相连，开关K₁的C相的2号触头2C与A相电源相连；开关K₁(K_1A、K_1B和K_1C)的3号触头的各相均悬空，三相电源与系统的母线电源为同一电源；