[发明专利]一种智能型故障电流限制器有效

专利信息
申请号: 201110160716.4 申请日: 2011-06-15
公开(公告)号: CN102214917A 公开(公告)日: 2011-10-12
发明(设计)人: 宋晓通;王宇红;石泽京;戴朝波 申请(专利权)人: 中电普瑞科技有限公司;中国电力科学研究院
主分类号: H02H9/02 分类号: H02H9/02
代理公司: 北京安博达知识产权代理有限公司 11271 代理人: 徐国文
地址: 102200 北*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 智能型 故障 电流 限制器
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种电力系统灵活交流输电(FACTS)领域的故障电流限制器,具体涉及一种限流电抗灵活可调的智能型故障电流限制器。

背景技术

随着电力系统电源容量和负荷的迅速增长,系统的短路水平不断上升,不少地区的短路容量已经达到甚至超过了断路器的遮断容量,这就为电力系统的安全稳定运行带来了很大的隐患。为解决该问题,业内采用了包括电网解列、母线分裂、安装串联电抗器和高阻抗变压器等手段在内的多种技术方案来应对。理论研究和工程实践表明,基于晶闸管保护串联电容器(TPSC)技术的串联谐振式故障电流限制器(以下简称FCL装置)能够在限制系统短路电流水平的同时,不影响系统正常运行状态下的潮流分布,运行可靠、灵活,并于2009年12月开始工程实际应用。

2009年5月,国家电网公司首次提出了“智能电网计划”,智能电网将为新能源接入电力系统提供良好的技术平台。根据预计,2020年,中国可再生能源装机将达到5.7亿千瓦,占总装机容量的35%,每年可减少煤炭消耗4.7亿吨标准煤,减排二氧化碳13.8亿吨。其中,风能、太阳能等非水电的可再生能源比例将大大提高。新能源大多具有季节性、间歇性、波动性等特点,这就导致电网短路水平在不同季节、不同时段变化显著。特别是大规模分布式电源、可再生能源等“即插即退”式电源的推广应用,将导致系统短路水平呈现周期性或随机性变化的趋势。常规的FCL装置很难对未来电网的状态变化做出灵活响应。在新能源大规模接入的智能电网环境下,最大运行方式和最小运行方式对应的系统短路容量十分悬殊,按照最小运行方式下的系统阻抗来确定限流电抗参数可能无法确保线路断路器能够遮断系统最大的短路电流;反之,按照最大运行方式下的系统阻抗来设计限流电抗器会大大提高损耗,降低FCL装置运行的经济性。同时应注意到,传统的FCL装置中,电容器仅用于在正常运行状态下抵消限流电抗器的感抗,并未发挥串联补偿的作用,而串联补偿对于电力系统的稳定运行具有十分积极且重大的影响。

发明内容

针对现有技术的不足,本发明提出了一种分级式的智能型故障电流限制器的技术实现方案。本发明提供的智能型故障电流限制器根据电网的运行方式变化,灵活调节其工作模式,实现有效降低系统短路电流水平、提高系统稳定性、降低损耗等多个目标;并且本发明能够适应智能电网的运行要求,为智能电网的安全稳定运行和大规模可再生能源的“即插即退”式灵活接入提供技术支撑。

本发明采用下述方案予以实施:

一种智能型故障电流限制器,其特征在于,所述故障电流限制器包括串联的可控补偿电容模块和可控限流电抗模块;所述可控补偿电容模块中的电容器组1和可控限流电抗模块中的可控限流电抗器7串联。

本发明提供的一种优选的技术方案是:所述可控补偿电容模块包括电容器组1、金属氧化物限压器MOV2、阀控电抗器3、晶闸管阀4、阻尼电路D、火花间隙GAP5和旁路断路器6;所述阀控电抗器3和晶闸管阀4串联,组成阀控电抗器3-晶闸管阀4支路;所述电容器组1、金属氧化物限压器MOV2、阀控电抗器3-晶闸管阀4支路、火花间隙GAP5和旁路断路器6依次并联;所述阻尼电路D连接在阀控电抗器3-晶闸管阀4支路以及火花间隙GAP5之间。

本发明提供的第二优选的技术方案是:所述可控限流电抗模块包括可控限流电抗器7、第一隔离刀闸8、第二隔离刀闸9、第一接地刀闸10、第二接地刀闸11和旁路刀闸12;所述可控限流电抗器7和第一隔离刀闸8串联;所述第一接地刀闸10连接在可控限流电抗器7和第一隔离刀闸8之间;所述第二隔离刀闸9和电容器组1串联;所述第二接地刀闸11连接在电容器组1和第二隔离刀闸9之间;所述旁路刀闸12两端分别连接第一隔离刀闸8和第二隔离刀闸9。

本发明提供的第三优选的技术方案是:所述电容器组1和阀控电抗器3-晶闸管阀4支路并联来调节可控补偿电容模块的容抗值。

本发明提供的第四优选的技术方案是:所述可控限流电抗模块采用电抗器型分级可调方案和变压器型分级可调方案来调节可控限流电抗模块的感抗值。

本发明提供的第五优选的技术方案是:所述智能型故障电流限制器具备谐振、补偿、限流和强补四个工作模式,并可根据需要在四个工作间自动、快速转换。

与现有技术相比,本发明达到的用有益效果是:

(1)本发明的技术方案明确,主电路结构合理,便于设备制造与集成;

(2)本发明可根据系统短路容量的变化,分级调节接入的限流电抗器的参数,具有更强的系统适应性和运行的灵活性,同时能够降低装置的损耗;

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