[发明专利]一种可变换静止同步补偿器

说明书

技术领域

本发明涉及一种柔性交流输电技术，具体涉及一种可变换静止同步补偿器。

背景技术

随着大型电力系统的互联以及各种新设备的使用，在使发电、输电更经济、更高效的同时也增加了电力系统的规模和复杂度。由于环境限制、负荷需求增长、用户对电力系统供电的可靠性与经济性的要求日益严格、建设输电线的投资费用增加等原因，出现由地区电力系统发展为大区间联网的现代电力系统的趋势日益明朗。我国能源分布不均与负荷中心之间的不协调导致远距离输电与大电网的形成，出现系统振荡、系统稳定控制、交直流混合电网协调、潮流控制能力、电压崩溃与电压稳定等问题，这都要求提高输电系统的输电能力和调控能力。

静止同步补偿器STATCOM(Static Synchronous Compensator)和静止同步串联补偿器SSSC(Static Synchronous Series Compensator)是目前比较常见的提高系统输电能力和调控能力的设备。STATCOM设备与输电线路相并联，相当于一个连接点处向系统注入的电流源，通过改变该电流源输出电流的幅值和相位，可以快速改变与系统的无功交换。能够在如下方面改善电力系统的性能：动态电压控制，功率振荡阻尼，暂态稳定，电压闪变控制等，与传统的无功补偿装置相比，其可靠性更高、调节速度快等优点。

静止同步串联补偿器的其原理是在所串联的线路上注入一个大小和线路电流无关而且相位和线路电流相位垂直的电压，改变该电压大小就相当于改变线路的有效阻抗，从而可以控制系统潮流。因为它是基于电力电子器件的补偿设备，不会像固定串补及可控串补那样出现次同步谐振(SSR)。

目前STATCOM的应用比较广泛，SSSC还没有单独的工程项目，但其作为统一潮流控制器(UPFC)的一种运行方式，已有工程运行实例。STATCOM可以控制系统的交流电压及快速无功补偿、SSSC可以控制线路潮流，统一潮流控制器结合了两者的优点，但统一潮流控制器需要两个换流器，投资成本比较高。结合已投运的统一潮流控制器工程来看，电力系统同时具备系统电压控制以及线路潮流控制需求的情况不多，这就需要一种更经济、更灵活的方案，既能控制系统交流电压、又能控制某条线路的潮流，而且投资成本低、占地小。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种可变换静止同步补偿器,此拓扑结构可以实现静止同步补偿器和静止同步串联补偿器两种运行方式，具备系统电压控制和线路潮流控制的功能，具有很好的经济性、灵活性和可靠性。

为了达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种可变换静止补偿器，其特征在于：

所述可变换静止同步补偿器包含至少一个并联变压器、一个换流器、一个倒闸回路和至少一个串联变压器；所述串联变压器的至少一侧并联至少一组旁路开关；所述换流器的交流侧经过倒闸回路连接至少一个串联变压器，所述串联变压器串联接入线路；所述换流器的交流侧经过倒闸回路与至少一个并联变压器连接后，再接入交流系统。

进一步地：所述的倒闸回路由至少一个转换开关构成，用于将换流器与并联侧交流系统连接或者退出连接，以及用于将换流器与串联变压器连接或者退出连接。

进一步地：所述的可变换静止同步补偿器还包含至少一个并联侧起动电路，相应地,所述的换流器经过倒闸回路后，连接至少一个所述并联侧起动电路，起动电路再与至少一个并联变压器连接。

进一步地：所述旁路开关为旁路断路器或者快速旁路开关。

进一步地：至少一组所述旁路断路器并联在所述串联变压器线路侧绕组的两端，用于控制所述串联变压器的接入或者退出线路。

进一步地：至少一组所述快速旁路开关并联在所述串联变压器阀侧的相间，用于故障时将所述换流器快速旁路，与输电线路隔离。

进一步地：所述的统一潮流控制器通过倒闸回路的倒闸操作，实现两种运行方式：静止同步补偿器运行方式以及静止同步串联补偿器运行方式。

进一步地：所述转换开关为隔离刀闸、或者断路器、或者由电力电子设备构成的开关。

进一步地：所述并联变压器接入的交流系统为连接输电线路的母线，或者其它交流母线。

进一步地：所述并联侧起动电路包括一对并联的电阻和开关，所述开关为隔离刀闸、或者断路器、或者由电力电子器件构成的开关。

进一步地：所述快速旁路开关为断路器、双向反并联的晶闸管、或者其它电力电子器件。

进一步地：所述换流器为电压源型换流器，包括但不限于两电平结构、变压器多重化结构或者模块化多电平结构。