[发明专利]一种适用于多组多回线路的线路间功率转移装置

说明书

本发明提出了一种适用于多组多回线路输电通道的线路功率转移装置，包括N组串联补偿装置，每组串联补偿装置接入其中一组线路输电通道；每组串联补偿装置包括串联变压器、旁路开关和一个电压源换流器。每个串联变压器的第一侧绕组与至少一个旁路开关并联连接后分别串联接入该组输电通道的各回线路，所有串联变压器的第二侧绕组的三相出线分相并联连接，再与本组串联补偿装置的电压源换流器的交流侧分相连接；所述N组串联补偿装置的电压源换流器直流侧并联连接。本发明提供的功率转移装置，在保证性能的同时简化了系统结构，减小了电压源换流器的总数量和总容量、降低成本和占地，降低了控制保护的难度，以及增加了系统的可靠性。

技术领域

本发明属于电力系统中柔性交流输电技术领域，具体涉及一种适用于多组多回线路的线路间功率转移装置。

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、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。用户负荷的不断增长需要潮流控制手段提高现有的功率输送能力；正在蓬勃发展的智能电网和电力市场间复杂的功率交换需要频繁的潮流控制。

线间潮流控制器，又称IPFC(Interline Power Flow Controller)是一种柔性交流输电装置，它可以控制多条传输线的功率，平衡多条线路之间的有功和无功潮流，通过有功功率的平衡疏通减少过负荷线路的负担，提高多条线路的整体输电能力，增加系统在动态扰动下的整体补偿效果，IPFC为变电站多线路的潮流管理提供了高效的控制模式。

目前针对线间潮流控制器研究的较多的是针对两条单回输电线路间控制转移控制器的拓扑结构及控制策略，或者将双回线路等效成单回线路开展研究。对应用于双回输电线路的线路功率转移装置，由于潮流优化问题以及N-1过流问题等会在双回线路上均有体现，需要在双回线路上均安装补偿器进行潮流控制。附图1为双回线路输电通道的线路间功率转移装置的典型结构，每条线路均需要安装一组补偿装置进行潮流控制，四组补偿装置的直流侧连接于公共直流母线。该结构由于四个电压源换流器连接在一起，而有且只能有一个换流器控制整个装置的直流电压稳定，这样会造成其中一个通道的双回线路之间的潮流不均衡，针对这个问题，可采用附图2所示的方案解决。附图2所示的结构将双回线路输电通道的线路间功率转移装置分为两组线间潮流控制器，每一组包含两个串联补偿装置，每一组实现双回线路通道中其中一条线路之间的转移，两组线间潮流控制器之间进行协调配合，保证双回输电线路的功率按阻抗平均分配、以及两组线间潮流控制转移的功率一样。

附图1和附图2所示的应用于双回线路输电通道的线路间功率转移装置均需要四个电压源换流器，占地和成本较高，且控制功能实现复杂。为了节省工程应用的投资及占地，降低控制系统的复杂度、从而增加系统可靠性，需要一种更加简单和实用的结构。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种适用于多组多回线路输电通道的线路间功率转移装置，在满足对电网线路功率转移调节的需求的同时，还能提高装置的运行性能、降低成本和占地，适合于工程应用。

为了达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种适用于多组多回线路输电通道的线路间功率转移装置，所述多组多回线路输电通道的组数和回数均为大于等于2的自然数，设组数为N组；所述线路间功率转移装置包括N组串联补偿装置，每组串联补偿装置接入其中一组线路输电通道。每组串联补偿装置包括串联变压器、旁路开关和一个电压源换流器，串联变压器的数量和对应的输电通道中线路的回数相同，旁路开关的数量不少于对应的输电通道中线路的回数；其中：每个串联变压器的第一侧绕组的两端分别串联接入该组输电通道的各回线路，每个串联变压器的第一侧绕组均与至少一个旁路开关并联连接；所有串联变压器的第二侧绕组的三相出线分相并联连接，再与本组串联补偿装置的电压源换流器的交流侧分相连接。所述N组串联补偿装置的电压源换流器直流侧并联连接。