[实用新型]一种紧凑化结构设计的移动式静止同步补偿器

说明书

技术领域

本实用新型属于电力系统无功补偿技术领域，具体涉及一种紧凑化结构设计的移动式静止同步补偿器。

背景技术

随着我国电网规模的不断扩大，受端电网负荷集中地区发生严重故障时，会由于无功电压支持能力不足、电压难以恢复，导致系统稳定被破坏，进而造成电压崩溃引起大面积停电。在受端电网配置一定规模的电源，将有利于提供动态电压支持，也有利于通道保持较高的稳定裕度，提高系统整体稳定水平。动态无功补偿装置作为灵活的动态无功电源配置手段，在提高电压稳定性方面作用明显。

根据特高压电网规范研究成果，将来在受端电网会有多回大容量特高压交、直流线路受入大量电力，当特高压线路发生三相短路单相开关拒动等严重故障时，受端电网电压往往难以恢复，需要切负荷才能使系统保持稳定。因此，为保证电网安全、避免大面积停电，需要在受端电网，特别是直流落点附件配置一定容量的动态无功补偿装置，以提高受端电网动态电压支撑能力。

静止同步补偿器(STATCOM)较好的解决了上述问题，它是一种新型静止无功动态补偿装置，由并联接入系统的电压源换流器构成，其输出的容性或感性无功电流连续、可调且独立于与系统连接点的电压。SSTATCOM的无功电流输出可在很大电压变化范围内恒定，在低电压时仍能提供较强的无功支撑，并且可从感性到容性全范围内连续调节，且具有占地面积小，无功调节速度快，输出谐波含量低，接入系统无谐振等优点，结合我国的国情和已有的技术，发展STATCOM应是解决我国电压稳定问题的有效手段。

随着输电系统的不断发展，无功需求和补偿位置将来会发生改变，其它地点对无功补偿的要求可能突然紧急增加，所以有必要建立一种移动式无功补偿系统，可以向系统紧急需要无功的地点快速转移、安装和投入运行。

移动式STATCOM采用紧凑化结构设计、便于运输的方式，在寿命期内可快速转移安装地点，可根据系统条件简单配置即可投运的STATCOM装置。由于受功率器件制造水平及工艺的限制，要实现大容量的STATCOM装置，其主电路结构要采用级联方式；目前，移动式STATCOM主要包括三种结构：多重化结构、多电平结构和链式结构。多重化结构的变压器 成本高、损耗大、占地面积大；多电平结构难以实现电容电压平衡控制，开关频率增高，开关损耗增加，效率降低；因此，固定式和移动式STATCOM装置大都采用链式结构。

链式STATCOM的主电路是一种新型的拓扑结构，其主电路的核心部分是链式(H桥串联)结构的电压源换流器，每一相都是一个独立的链节，由N个结构完全相同的链节串联而成，每个基本单元是一个可输出三电平的单相桥式电压源换流器，N个链节串联可得到2N+1级的阶梯电压波形。链式结构STATCOM和输出电压波形如说明书附图1所示。

目前，英国已经投运的1套移动式STATCOM装置，主电路采用链式结构，每个链节由四个GTO及续流二极管组成的单相桥式电压源换流器构成，设计成模块化单元装在集装箱内；但每个链节单元需要外加链节平衡辅助电路，需要辅助电源以实现直流电容电压的平衡，结构不紧凑，占用面积大。国内已经投运的1套固定式STATCOM装置，主电路也是链式结构，每个链节由四个IGCT器件组成单相电压源换流器；但IGCT器件需要附加钳位电路限制阳极电感电压，这些电路及元件所占体积很大，参数优化困难，不利于紧凑化设计。以上所述的STATCOM装置，其链节单元的主功率器件为GTO和IGCT，在进行链节单元设计时都需要增加一些辅助电路，增加了单个链节的体积，不利于紧凑化设计，增大了装置的占地面积。基于IGBT的链式STATCOM装置设计技术尚不成熟，国内外尚未见到成熟的结构布局技术方案，其主要元件的合理结构布局存在诸多技术难点。

发明内容

为解决上述元器件合理布局、换流链紧凑化结构设计中存在的诸多技术问题，本实用新型的目的是提供一种布局合理、结构紧凑、工作可靠的移动式静止同步补偿器，该装置具有：响应速度快、调节范围广、输出谐波含量低、采用紧凑化设计、具备可移动性以及占地面积小等明显优势。

为实现上述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种紧凑化结构设计的移动式静止同步补偿器，所述移动式静止同步补偿器包括功能模块集装箱、辅助设备集装箱、连接电抗器、开关回路和可移动底座；其改进之处在于：所述功能模块集装箱、辅助设备集装箱、连接电抗器和开关回路安装在可移动底座上，所述功能模块集装箱包括单相换流链，所述单相换流链为结构相同的链接单元串联组成，所述链节单元在功能模块集装箱内采用S形的布置方式。