[发明专利]一种统一潮流控制器的起停方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种柔性交流输电技术，具体涉及一种统一潮流控制器的起停方法。

背景技术

随着大型电力系统的互联以及各种新设备的使用，在使发电、输电更经济、更高效的同时也增加了电力系统的规模和复杂度；再加上大量的分布式发电系统接入电网，使传统的固定由输电网向配电网传送的潮流发生逆向；用户负荷的不断增长需要潮流控制手段提高现有的功率输送能力；正在蓬勃发展的智能电网和电力市场间复杂的功率交换需要频繁的潮流控制。

统一潮流控制器，又称UPFC（Unified Power Flow Controller）,是目前为止通用性最好的潮流控制装置，它由两个完全相同的电压源换流器通过直流公共端连接，可以看作是一台静止同步补偿器（STATCOM）和一台静止同步串联补偿器（SSSC）并联构成，仅通过改变控制规律，就能分别或同时并快速地实现并联补偿、串联补偿和移相等不同的控制功能，提高电力系统的性能。

目前对统一潮流控制器研究的较多的是其控制策略，潮流控制、阻尼系统振荡等控制功能，以及统一潮流控制器的故障限流功能，对统一潮流控制器的起停方式研究的比较少。常见的统一潮流控制器结构如图1所示（以只包含一个串联侧换流器、串联侧变压器二次侧为星型接法为例），包含一个并联侧换流器，一个或者多个串联侧换流器，还包含并联侧变压器、串联侧变压器、并联侧变压器进线开关、串联侧变压器旁路开关。一般的起动方式步骤为：先闭合并联侧变压器进线开关将并联侧变压器投入，给并联侧换流器进行不控充电；闭合串联侧变压器旁路开关投入串联侧变压器，给串联侧换流器进行不控充电；再依次按设定的控制方式解锁并联侧和串联侧的换流器，完成统一潮流控制器的起动。停运的方式与起动步骤相反，分别锁闭两侧换流器后再退出变压器，这种起停方式在串联侧变压器投入但换流器未解锁或换流器闭锁时，会在变压器和串联侧换流器产生很大的电压，甚至使变压器饱和，同时会造成换流器电容的过充，影响换流器设备的安全；另外，在变压器投入和退出瞬间线路电流也会有很大的突变，对交流系统的潮流产生很大影响。

为了解决以上起停方式的不足，提高统一潮流控制器起停的稳定性和可靠性，充分发挥统一潮流控制器的优势，需要一种更稳定、更适合工程应用的起停方式。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种统一潮流控制器的起停方法,其可以有效抑制换流器解、闭锁以及串联侧变压器投退时换流器的直流过电压和过电流，减小串联侧交流线路的电流振荡和对串联侧变压器的冲击，实现统一潮流控制器的平稳起动和停运，提高系统的稳定性和可靠性。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种统一潮流控制器的起停方法，所述起动方法包括如下步骤：

（a1）合并联侧变压器进线开关，对并联侧换流器和串联侧换流器进行不控充电，充电结束后进入步骤（a2）；

（a2）按定直流电压控制方式解锁并联侧换流器，控制直流系统电压在额定值，直流系统电压稳定后进入步骤（a3）；

（a3）以旁路开关零电流控制方式解锁串联侧换流器；

（a4）控制串联侧变压器旁路开关电流逐渐减小到电流阈值以内后，断开串联侧变压器旁路开关；

（a5）线路稳定运行后，统一潮流控制器进入正常的运行方式，完成起动过程；

所述停运方法包括如下步骤：

（b1）将串联侧换流器切换为旁路开关零电流控制方式；

（b2）合串联侧变压器旁路开关；

（b3）控制使串联侧变压器电流逐渐降为电流阈值以内；

（b4）闭锁串联侧换流器，将串联侧变压器从交流线路退出；

（b5）闭锁并联侧换流器，并断开并联侧变压器进线开关使并联侧变压器退出运行。

上述起停方法适用于拓扑结构采用变压器多重化、两电平或模块化多电平的电压源型换流器的统一潮流控制器。

上述起停方法适用于串联侧包括一个或者多个换流器的统一潮流控制器，若串联侧含有多个换流器，各串联侧换流器的一端通过变压器串联接入不同的交流输电线路上，另一端相并联后与并联侧换流器通过直流系统相连接，则在并联侧换流器解锁、直流系统电压稳定后，各串流侧换流器依次按上述起动步骤（a3）、（a4）、（a5）完成起动过程；停运时，各串联侧换流器依次按上述停运步骤（b1）、（b2）、（b3）、（b4）完成闭锁，再按上述停运步骤（b5）完成停运过程。

若在并联侧变压器阀侧串联有启动电路，所述起动步骤（a1）中，合并联侧变压器进线开关之前先投入启动电路，充电结束后再退出启动电路。