[发明专利]一种柔性潮流和短路电流混合控制装置及方法

说明书

本发明公开了一种柔性潮流和短路电流混合控制装置及方法，包括电压源换流器、串联变压器、电抗器单元、第一开关和第二开关，其中，电抗器单元包括一个电抗器或者由至少两个电抗器串联连接组成，电抗器单元与第一开关并联形成第一补偿单元；串联变压器包括至少两侧绕组，第一侧绕组与电压源换流器的交流侧接口连接，形成第二补偿单元；第二侧绕组与第一补偿单元串联连接；第一补偿单元与第二补偿单元串联连接，形成第三补偿单元；第三补偿单元与第二开关并联连接；第三补偿单元的两端均与输电线路连接。本发明能够减小电压换流器的容量，降低成本，同时还具备限流能力，提高设备可靠性。

技术领域

本发明属于电力系统中电力电子技术领域，具体涉及一种补偿器。

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。

对于采用电压源换流器的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，但是容量和价格优势较弱。传统的电抗器可以作为线路串联补偿、限制故障电流，但是不能满足精准快速调节的要求。将传统的电抗器与采用电压源换流器的补偿器结合，构成柔性潮流和短路电流混合控制装置，可以充分发挥两者的优势。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题就是提供一种柔性潮流和短路电流混合控制装置，在满足对电网串联补偿调节需求时，降低成本和占地，同时增强故障限流限制功能，适合于工程应用。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种柔性潮流和短路电流混合控制装置，包括电压源换流器、串联变压器、电抗器单元、第一开关和第二开关，其中：

所述电抗器单元包括一个电抗器或者由至少两个电抗器串联连接组成，所述电抗器单元与所述第一开关并联，形成第一补偿单元；

所述串联变压器为三相变压器，包括至少两侧绕组，第一侧绕组与所述电压源换流器的交流侧接口连接，形成第二补偿单元；第二侧绕组与所述第一补偿单元串联连接；所述第一补偿单元与所述第二补偿单元串联连接，形成第三补偿单元；

所述第三补偿单元与所述第二开关并联连接；

所述第三补偿单元的两端均与输电线路连接，或者，所述第三补偿单元一端与输电线路连接，另一端通过交流隔离装置与交流母线连接。

优选的，所述柔性潮流和短路电流混合控制装置还包含第三开关，所述第三开关与串联变压器的第二侧绕组并联连接。

优选的，所述柔性潮流和短路电流混合控制装置还包含直流电压变换器和储能单元，所述直流电压变换器的第一侧与所述电压源换流器的直流侧接口连接，所述直流电压变换器的第二侧与储能单元连接。

优选的，所述储能单元包括电容、储能电池、变流器、UPS不间断电源中至少一种。

优选的，所述第一补偿单元还包括电容器单元，所述电容器单元与所述电抗器单元及所述第一开关并联连接。

优选的，所述电容器单元包括一个电容器或者由多个电容器串联和并联形成电容器组。

优选的，所述第一补偿单元的至少一端通过电容器单元接地。

优选的，所述串联变压器的第一侧绕组两端并联连接旁路开关装置。

优选的，所述串联变压器还包括第三侧绕组，所述第三侧绕组采用三角形接线方式。