[发明专利]一种集中式采样系统

说明书

技术领域

本发明属于柔性交流输电FACTS(Flexible AC Transmission Systems)领域，特别涉及一种串联型FACTS用集中式采样系统。

背景技术

随着经济的发展，电力负荷不断增长，对电网的输送能力提出了更高的要求。尤其是对电力系统潮流控制及电压控制的需求越来越多，因此柔性交流输电装置在电力系统中的应用越来越多。

柔性交流输电装置从结构上可以分为串联型、并联型和混合型。对于并联型柔性交流输电装置，可以通过变压器将其电压降低，因此并联型柔性交流输电装置的测量系统可以采用常规电磁式电流互感器和电压互感器。

图1为串联型柔性交流输电装置接入电力系统示意图，311和316表示两侧变电站母线，312和315为线路两侧的开关，313表示输电线路，314表示串联型柔性交流输电装置。由图1可以看出，由于串联型柔性交流输电装置串联在输电线路中，如不采用变压器设备降压，如固定或可控串联电容补偿装置、串联谐振型故障限流器等柔性交流输电装置，其对地电压一般即为输电线路电压，设备对地绝缘要求高，因此为降低设备的绝缘水平，一般将串联型柔性输电装置安装在钢结构绝缘平台上，钢结构绝缘平台采用支撑绝缘子进行支撑和斜拉绝缘子进行固定，支撑绝缘子和斜拉绝缘子保证平台上的设备对地绝缘满足要求。安装在绝缘平台上的串联型柔性交流输电装置的一端与绝缘平台连接，绝缘平台上所有设备与地面无电气联系。因此其测量设备的模拟量必须转换为数字量光信号传输到地面的控制保护装置。

此外，由于串联型柔性交流输电装置一般串联在线路中，因此当线路发生故障时，串联型柔性交流输电装置上将承受很大的过电压，因此一般都配置各种过电压保护设备，并配置各种保护功能，典型的固定串补装置配置电流互感器如图2所示。由图2看以看出，单相绝缘平台上的测量电流互感器高达8个，分压器1个，由于绝缘平台对地的绝缘要求，所有待测模拟量(电流量和电压量)需要转换为数字量发送到地面，若每个电流互感器配置一个光电测量系统，则单相采样系统的造价将升高。若将所有电流互感器二次电缆接至同一个光电转换装置处进行统一转换，则造价将大大降低，且可以采用线路电流互感器进行取能，并与激光供电方式同时使用，使供电可靠性大大提高。

综上所述，对于部分串联型柔性交流输电装置(如串联电容器补偿装置、串联谐振型故障限流装置)，由于绝缘平台对地绝缘要求、采样系统供电可靠性和整体造价综合考虑，采用集中式采样系统将大大降低采样系统的造价并提高采样系统供电的可靠性，但考虑到集中式采样系统供电方式的限制，要求集中式采样系统在高压绝缘平台上的设备的功耗要低。

目前的集中式采样系统主要存在光电测量设备功耗高、采样数据可靠性低、采样系统供电可靠性低、整体采样延时大或不明确等问题。

专利“ZL 0323627.9”设计的高压/超高压输电系统平台用数据采集系统并未给出其功耗水平，但根据公开文献《激光供能在串补站平台测量系统的应用》(云南电力技术，2012年第40卷第3期)中列出的数据显示，专利“ZL 0323627.9”设计的单相串补集中式采样系统的平台激光驱动器(用于激光供能)数量多达7个，而西门子设计的单相集中式采样系统激光驱动器仅为1个。此外，专利“ZL 200620012632.0”和专利“ZL 0323627.9”的专利权利人相同，专利“ZL 200620012632.0”中具体实施方式第7段内容：“图5所示为平台激光接收及电源检测电路。图中PV1～PV7为多只光伏转换器件，它们并联将送能光纤传输来的激光能量转换为电能”。从中也可以看出，专利“ZL 200620012632.0”设计的单相平台采样系统的供能光纤高达7根。因此，专利“ZL 0323627.9”中发明的集中式采样系统的功耗水平相当高，有待进一步改进以降低集中采样系统的功耗水平。而西门子设计的集中式采样系统采用单根激光进行供能，一旦发生单根光纤故障，其激光供电的冗余度不够，供电可靠性低，也有进一步改进空间。

此外，专利“ZL 0323627.9”设计的集中式数据采集系统，其AD(Analog to digital)采样环节仅为单路采样，若该AD采样发生错误，将直接导致保护误动，因此其设计的集中式采样系统的可靠性有待进一步提高。

发明内容