[发明专利]模块化时间同步注入模块

说明书

模块化时间同步注入模块。在现有技术的电网系统中，电力线控制由基于变电站的大型系统完成，该大型系统使用高压（HV）电路来获得可在HV电力线上产生振荡的可注入阻抗波形。目前，智能阻抗注入模块（IIM）被提出用于交互式电力线控制和线路平衡。分布在高压线路上或安装在移动平台上并连接到HV电力线的这些IIM以智能方式在本地生成和注入波形，以提供对来自公共设施的用于电力线控制的命令的交互式响应能力。这些IIM通常包括多个阻抗注入单元（IIU），所述阻抗注入单元（IIU）是以串并联连接互连的无变压器的柔性交流传输系统，并且输出脉冲是加性和时间同步的，以生成适当的波形，当注入到HV传输线上时能够实现所期望的响应并提供交互式潮流控制。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年8月23日提交的美国临时申请No. 62/721,749的权益，通过引用将其公开内容并入本文中。

技术领域

本公开涉及通过提供伪正弦电压来减少阻抗注入的谐波分量，以用于平衡和控制电网上的潮流（power flow），所述伪正弦电压通过来自多个分布式注入模块的同步注入建立，所述分布式注入模块通过高压电力线的阻抗被平滑为正弦波。

背景技术

大多数电力公共设施使用能量管理系统（EMS）/监督控制和数据采集（SCADA）控制系统来控制电网系统。图2示出了这样的发电-配电系统200，其中基于变电站的静态同步串联补偿器（SSSC）204连接到电力线108并且由公共设施206通过通信线路207直接控制以用于线路平衡。在这些情况下，发电机203和负载205两者也被示出为连接在变电站处。这些控制系统提供变电站204处的潮流控制单元之间的连接和通信，配电负载205也从该变电站204连接。这些公共设施控制系统被用于限制电网上电力传输的电力线上的负载不平衡。由于系统直接由公共设施206控制，因此它们对电网上的干扰和不平衡的反应是慢的。如指示的系统通常是基于变电站的高功率系统，其被编程为将高电压注入到高压（HV）传输线108上。

这些线路平衡系统生成并注入阻抗作为高功率方波，这将导致电网中的谐波振荡，因为由这些基于地面的单元需要以生成和注入用于线路控制的电压是高的。因此，这些系统通常被设计成通过使用高压开关生成如图2A中所示的伪正弦波，所述高压开关以高速和高功率切换以生成一系列不同幅度的方波，当所述方波被平滑时，提供正弦波用于注入到HV传输线108上。使用需要高可靠性、瞬时阻断能力、高压绝缘和液体冷却的专用耗电（power-hungry）高压和高速开关来消除切换时生成的热量，使这些基于变电站的单元操作和维护成本昂贵。

除了使用被耦合到电力线的智能阻抗注入模块（IIM）在HV传输线108上的潮流的基于公共设施的控制之外，工业中的当前发展（move）是使用分布式和本地化控制。图1示出了这样的实现。在图1中，连接在发电点104和负载106之间的HV传输线108被悬挂于高压塔110。该图示出了悬挂在以电力线的HV操作的电力线上的IIM 102。这些具有内置智能的IIM能够标识任何本地潮流控制需求和HV传输线108上的任何干扰，并通过生成校正阻抗和将校正阻抗注入到HV传输线上来提供即时且有效的本地校正动作。