[发明专利]一种串联补偿器及其控制方法和装置

说明书

本发明提出了一种串联补偿器，至少包括换流器、变压器、开关。换流器具有直流侧接口、交流侧接口和六个结构相同的分支电路。每一分支电路由两种不同类型的功率单元、一个电抗器串联而成，两个分支电路一端之间的连接点为所述交流侧接口，另一端分别作为为直流侧正、负极接口。变压器第一侧绕组与所述换流器的交流侧接口连接，第二侧绕组串联接入线路，第二侧绕组的两端并联连接开关。本发明还相应提出了一种串联补偿器的控制方法和装置。本发明提出的串联补偿器通过换流器采用两种不同的功率单元的方式，有效降低了直流侧电压以及直流侧故障时的故障电流。

技术领域

本发明属于电力系统中电力电子技术领域，具体涉及一种串联补偿器及其控制方法和装置。

背景技术

电力系统迅速发展，随着负荷不断增长、网架结构日益复杂、新能源大规模接入，潮流分布不均、电压支撑能力不足、短路电流过大、机电振荡等问题往往相互交织，给电网运行控制带来新的挑战。由于输电走廊的饱和以及电网公司的商业化操作，依靠建设新的输电线路来增加输电容量将会越来越困难。FACTS指采用电力电子设备和其它静态控制器来提高系统可控性和功率输送能力的交流输电系统，为解决以上问题提供了方案。

对于采用模块化多电平电压源换流器的静止同步串联补偿器SSSC、统一潮流控制器UPFC以及线间潮流控制器IPFC等具有串联补偿与和移相控制等功能的补偿器，可以优化调节系统潮流，但采用的功率单元由于其二极管的续流效应，不能依靠自身快速控制实现直流故障自清除，且严重故障会影响设备的安全，因此需要一种在优化系统潮流的同时，可以在保证串入线路的交流电压不变的情况下减小直流电压与故障发生时的电流，又能更安全可靠抑制直流侧故障电流的补偿器。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种串联补偿器及其控制方法和装置，具有串联补偿和移相控制等功能，并可快速控制输电线路的有功与无功功率，且直流侧电压以及直流侧故障时的故障电流较低。并且结合变压器结构的特殊性，配置开关，提高串联补偿器的可靠性。

为了达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种串联补偿器，至少包括换流器、变压器、开关；其中：

所述换流器由六个分支电路构成；分支电路1的第一端和分支电路2的第一端连接，连接点为交流侧接口1；分支电路3的第一端和分支电路4的第一端连接，连接点为交流侧接口2；分支电路5的第一端和分支电路6的第一端连接，连接点为交流侧接口3；分支电路1的第二端与分支电路3的第二端、分支电路5的第二端连接，连接点作为直流侧正极接口；分支电路2的第二端与分支电路4的第二端、分支电路6的第二端连接，连接点作为直流侧负极接口；

所述变压器为三相变压器，至少包括两侧绕组，第一侧绕组与所述换流器的交流侧接口连接，第二侧绕组串联接入线路；所述第二侧绕组的两端与所述开关并联连接；

所述分支电路有两种组成方案：

方案一：所述分支电路由功率单元组合和电抗器串联连接构成；所述分支电路1、3、5中，所述电抗器的第1端作为所述分支电路的第一端，电抗器的第2端与功率单元组合的输出端1连接，功率单元组合的输出端2作为所述分支电路的第二端；所述分支电路2、4、6中，所述电抗器的第1端作为所述分支电路的第一端，电抗器的第2端与功率单元组合的输出端2连接，功率单元组合的输出端1作为所述分支电路的第二端。

方案二：所述分支电路由功率单元组合和电抗器串联连接构成；所述分支电路1、3、5中，所述功率单元组合的输出端1作为所述分支电路的第一端，功率单元组合的输出端2与所述电抗器的第1端连接，所述电抗器的第2端作为所述分支电路的第二端；所述分支电路2、4、6中，功率单元组合的输出端2为所述分支电路的第一端，功率单元组合的输出端1与所述电抗器的第1端连接，所述电抗器的第2端作为所述分支电路的第二端；

所述功率单元组合由功率单元1与功率单元2串联连接构成，或者全部由功率单元2组成；