[发明专利]输电线路抑制系统次同步谐振的可控串补装置

说明书

技术领域

本发明涉及输配电技术领域，具体涉及一种用于输电线路抑制系统次同步谐振的可控串补装置。

背景技术

由于我国发电资源分布与用电负荷地理位置上分布极不均衡，大容量、远距离输电，实现全国电网互联将是我国电网发展的特点。提高系统暂态稳定性和增加传输功率、改善系统阻尼、迅速抑制系统故障后振荡、抑制次同步谐振是我国串联补偿应用的主要目的。但是采用固定串联电容补偿技术可能引发次同步谐振(SSR)。轻微的次同步谐振会降低汽轮发电机轴系的寿命，严重的次同步谐振可导致汽轮发电机轴系断裂，威胁机组和电力系统的安全稳定运行。

1970年12月和1971年10月位于美国内华达州南部的Mohave火电厂发电机组轴系由于串补电容引发了两次次同步谐振，次同步谐振问题才引起广泛关注，开展了一系列调查研究。随着串联补偿装置在世界许多国家广泛应用，次同步谐振的抑制措施也受到广泛的重视，开发出多种抑制次同步谐振的技术，主要有：

一、静止阻塞滤波器，理论上讲静止阻塞滤波器可以有效减少机电扭矩相互作用和暂态力矩放大效应，但该方法的缺点是费用高、占地面积大，其阻塞效果还取决于对扭振频率的预测和发电机参数的测量，而扭振频率随负载等情况的变化而有所变化，如果参数不当反而激发起严重的谐振。

二、附加励磁阻尼控制，这种技术主要适合于次同步谐振风险不是很大的系统，起到一定的辅助作用，但对于次同步谐振风险较大的系统，其作用有限。

三、应用静止无功补偿器（SVC）抑制次同步谐振，SVC抑制次同步谐振的效果与补偿容量有关，还与系统运行情况及控制策略有关，如策略不当，阻尼次同步谐振的效果就会差很多。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种输电线路抑制系统次同步谐振的串补装置，从而更好地抑制次同步谐振，提高输配电系统的系统传输能力和稳定性。

根据本发明的一个方面，提供一种输电线路抑制系统次同步谐振的可控串补装置，所述装置包括：串联电容器组、阻尼装置和晶闸管阀，所述阻尼装置和所述晶闸管阀串联后再与所述串联电容器组并联，其中，

所述串联电容器组由多台电容器通过串联方式组成；

所述阻尼装置实现为电感，用于限制所述串联电容器组的放电电流的幅值和频率，使其很快衰减，还用于迅速泄放所述串联电容器组的残余电荷；以及

所述晶闸管阀包括反向并联的两个晶闸管，通过控制晶闸管的导通/关断来改变流过所述晶闸管阀所在支路的电流，从而改变所述可控串补装置的等值阻抗。

优选地，所述可控串补装置进一步包括金属氧化物限压器，所述金属氧化物限压器与所述串联电容器组并联，用于限制所述串联电容器组的过电压，以作为所述串联电容器组的主保护电路。

优选地，所述可控串补装置进一步包括强制火花放电装置，所述强制火花放电装置与所述串联电容器组并联，用于快速触发而将所述串联电容器组旁路，以作为所述金属氧化物限压器的主保护电路和所述串联电容器组的后备保护电路。

优选地，所述可控串补装置进一步包括旁路断路器，所述旁路断路器是一与所述串联电容器组并联的隔离开关，用于进行所述可控串补装置中串补功能的投入和退出的操作。

优选地，所述金属氧化物限压器在正常运行工况下呈现高阻值，不导通，而当流过所述串联电容器组的电流超过正常范围而造成所述串联电容器组电压过高时，所述金属氧化物限压器导通以吸收电流能量，从而起到保护所述串联电容器组的作用。

根据本发明的另一个方面，还提供一种输电线路抑制系统次同步谐振的可控串补系统，所述系统包括上述可控串补装置，其中，该系统进一步包括：转速检测模块、信号处理模块、中央处理模块和触发控制模块，其中，

所述转速检测模块，用于采集电力系统中发电机的转速信号，并与发电机的额定转速比较得到一转速偏差信号，并将该转速偏差信号传送到所述信号处理模块；

所述信号处理模块，用于从该转速偏差信号的相位信息中获取次同步谐振的信息，并将该次同步谐振的信息传送到所述中央处理模块；

所述中央处理模块，用于对该次同步谐振的信息进行处理，得到可对该次同步谐振进行补偿的稳态阻抗值，根据该稳态阻抗值计算出用于晶闸管的一触发角，将该触发角转换成对应的时间偏移量，并根据该时间偏移量来驱动所述触发控制模块；以及

所述触发控制模块，用于根据所述中央处理模块的驱动，基于该时间偏移量来控制所述可控串补装置中的晶闸管的导通/关断，从而使得所述可控串补装置达到该稳态阻抗值。