[实用新型]一种采用模块化多电平换流器结构的可转换式静止补偿器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种灵活交流输电领域的静止补偿器，具体涉及一种采用模块化多电平换流器结构的可转换式静止补偿器。

背景技术

随着灵活交流输电(FACTS)技术的发展，出现了一系列具有新的拓扑结构的控制器。可转换式静止补偿器(Convertible Static Compensator，CSC)就是近几年推出的一种全新的FACTS控制装置。该装置结合了包括统一潮流控制器在内的现有串、并联控制器的研究成果和运行经验，通过耦合变压器连接方式的改变实现对若干个电压源换流器的不同组合，以优化控制器结构，灵活应对系统变化，是灵活交流输配电系统中最新一代的控制器。

可转换式静止补偿器(CSC)是最近推出的FACTS控制器的一种新产品，它实际上是将基于同步变流器的串并联补偿器技术，通过在结构上实现柔性化，使其可以更加灵活地应对不断变化的电力系统要求。CSC是由两台电压源换流器、一个与输电线路并联的变压器和两个串联的变压器组成。通过开关的转换实现补偿器的不同运行工作状态，根据控制目标的不同，CSC可以提供静止同步补偿器，静止同步串联补偿器，统一潮流控制器和线间潮流控制器4种基本控制方式以及上述方式的任何组合，并相互转换。

大容量CSC装置中，电压源换流器通常采用可关断电力电子器件(典型器件如绝缘栅双极型晶体管IGBT)串联的方式提高装置的耐压能力。可关断器件IGBT串联的技术难点主要表现在：受技术垄断的影响，具有自身限制短路电流特性的IGBT器件难以采购，IGBT串联均压的控制技术在理论上研究的不够深入。为降低装置输出谐波，需要采用较高的开关频率，因而装置运行损耗较大。这些限制了大容量CSC的应用。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供的采用模块化多电平换流器结构的可转换式静止补偿器，避免了器件串联的技术难点，便于分相控制和模块化设计，通过冗余技术可旁路故障单元，提高装置运行可靠性；且器件开关频率低，装置运行损耗小。

本实用新型的目的是采用下述技术方案实现的：

一种采用模块化多电平换流器结构的可转换式静止补偿器，其改进之处在于，所述可转换式静止补偿器包括静止同步补偿器1、静止同步串联补偿器2和串联变压器12；

所述静止同步补偿器1包括换流器7和启动电路5；

所述静止同步串联补偿器2包括换流器9、串联变压器10和转换开关11；

所述换流器7一端通过启动电路5并联接入输电线路I中；所述换流器7的另一端与换流器9的一端连接；

所述换流器9的另一端依次通过转换开关11和串联变压器10串联接入输电线路II中；

所述串联变压器12串联接入输电线路I中。

其中，在所述静止同步补偿器1和所述静止同步串联补偿器2之间设置支撑电容3；所述支撑电容3分别与所述静止同步补偿器1和所述静止同步串联补偿器2并联。

其中，所述静止同步补偿器1包括并联变压器8、并联变压器14和转换开关15；所述换流器7的一端依次通过启动电路5、转换开关15和并联变压器8并联接入输电线路I中；

所述并联变压器14并联接入输电线路II中。

其中，所述启动电路5包括并联的电阻和开关。

其中，所述并联变压器8原边并联接入输电线路I中，所述并联变压器8副边与转换开关15一端连接。

其中，所述转换开关15另一端与启动电路5连接；所述转换开关15包括触头1’、触头2’和触头3’；

所述启动电路5通过转换开关15的1’和3’触头与并联变压器8并联接入输电线路I中；

所述启动电路5通过转换开关15的2’和3’触头与并联变压器14并联接入输电线路II中。

其中，所述静止同步串联补偿器2包括启动电路6；所述启动电路6一端与所述换流器9连接；所述启动电路6另一端与所述转换开关11连接。

其中，所述启动电路6包括并联的电阻和开关。

其中，所述串联变压器10原边串联接入输电线路II中，所述串联变压器10的副边与转换开关11连接；所述串联变压器10连接负载。

其中，所述统一潮流控制器包括旁路开关13；所述旁路开关13与所述串联变压器12并联。

其中，所述换流器7由三相六个桥臂构成，每个桥臂包括一个电抗器和N个结构相同的子模块；每个桥臂的子模块级联后一端通过电抗器与所述启动电路5连接；另一端与另两个桥臂的级联的子模块一端连接，形成所述换流器7的正负极母线；或