[发明专利]基于电力电子换流技术的柔性半波输电系统及其调谐方法

权利要求书

1.一种基于电力电子换流技术的柔性半波输电系统，其特征在于，所述系统包括调谐输电线路和柔性调谐装置；所述柔性调谐装置包括变频式柔性调谐装置和同步补偿式柔性调谐装置；所述变频式柔性调谐装置和同步补偿式柔性调谐装置均配置于调谐输电线路两端；通过变频式柔性调谐装置或同步补偿式柔性调谐装置实现半波长调谐；

所述变频式柔性调谐装置包括对称配置于调谐输电线路两端的送端变频式柔性调谐装置和受端变频式柔性调谐装置，所述送端变频式柔性调谐装置接入送端交流系统，所述受端变频式柔性调谐装置接入受端交流系统；

所述送端变频式柔性调谐装置和受端变频式柔性调谐装置均包括矩阵式交交变频器和滤波电容；所述矩阵式交交变频器串联在调谐输电线路上；所述滤波电容一端接地，另一端通过母线并联接入调谐输电线路上；

所述矩阵式交交变频器由9个具备双向电压阻断能力和自关断能力的半导体开关器件组成矩阵结构，通过对9个半导体开关器件的逻辑控制，实现对频率的变换。

2.如权利要求1所述的基于电力电子换流技术的柔性半波输电系统，其特征在于，所述同步补偿式柔性调谐装置包括配置于调谐输电线路两端的送端同步补偿式柔性调谐装置和受端同步补偿式柔性调谐装置，所述送端同步补偿式柔性调谐装置串联接入送端交流系统，所述受端同步补偿式柔性调谐装置串联接入受端交流系统。

3.如权利要求2所述的基于电力电子换流技术的柔性半波输电系统，其特征在于，所述送端同步补偿式柔性调谐装置和受端同步补偿式柔性调谐装置均采用Π型结构；所述Π型结构包括静止串联同步补偿器SSSC以及设置于其两端的静止无功补偿器STATCOM；所述静止串联同步补偿器SSSC串联在调谐输电线路上；设置于静止串联同步补偿器SSSC两端的静止无功补偿器STATCOM并联在调谐输电线路上。

4.一种如权利要求1-3中任一项所述的基于电力电子换流技术的柔性半波输电系统的调谐方法，其特征在于，所述方法通过变频式柔性调谐装置的矩阵式交交变频器或同步补偿式柔性调谐装置的静止串联同步补偿器SSSC和静止无功补偿器STATCOM实现半波长调谐；

所述变频式柔性调谐装置的矩阵式交交变频器包括：所述矩阵式交交变频器升高调谐输电线路上传播的电磁波频率实现波长减小，将调谐输电线路电气长度小于半波长的线路补偿至半波长通过降低调谐输电线路上传播的电磁波频率实现波长增大，将电气长度大于半波长的线路减少至半波长

电磁波波长由频率表示为：

λ＝v/f (1)；

式中，v为电磁波的传播速度，为3*10⁸m/s，f为系统频率。

5.如权利要求4所述的调谐方法，其特征在于，所述变频式柔性调谐装置能够实现频率闭环控制，以系统频率和输电线路的正序电感和电容参数为参考输入。

6.如权利要求4所述的调谐方法，其特征在于，所述同步补偿式柔性调谐装置的静止串联同步补偿器SSSC和静止无功补偿器STATCOM包括：对于长度小于半波长的输电线路，对同步补偿式柔性调谐装置串联部分进行感性调节、并联部分进行容性调节补偿实际输电线路电气长度至半波长；对于长度大于半波长的输电线路，对同步补偿式柔性调谐装置串联部分进行容性调节、并联部分进行感性调节补偿实际输电线路电气长度至半波长；所述串联部分为静止串联同步补偿器SSSC；所述并联部分为静止无功补偿器STATCOM；

设线路待补偿电气长度为l，则静止串联同步补偿器SSSC等效补偿电感值为：

静止无功补偿器STATCOM等效补偿电容为：

式中：ω、L₀、C₀分别表示系统频率、单位长度线路电感、单位长度线路电容。

7.如权利要求6所述的调谐方法，其特征在于，所述同步补偿式柔性调谐装置的静止串联同步补偿器SSSC和静止无功补偿器STATCOM均能实现等效电感和电抗闭环控制，以系统频率和输电线路的正序电感和电容参数为参考输入。