[发明专利]一种应用于电力传输的电力补偿变电系统

权利要求书

1.一种应用于电力传输的电力补偿变电系统，其特征在于，其包括电流控电压源子系统(1)、电流控电流源子系统(2)、供电电源变换子系统(3)和公共直流母线(4)；

所述电流控电压源子系统(1)串联于电力传输线路中，其输入端为供电端三相相线端子，其输出端为受电端三相相线端子；

所述电流控电流源子系统(2)并联于电力传输线路中，即接至三相相线端子与中性线端子之间；

所述电流控电压源子系统(1)与所述电流控电流源子系统(2)的连接关系包括两种拓扑；其中，

第一种拓扑为所述电流控电流源子系统(2)靠近所述供电端三相相线端子，所述电流控电压源子系统(1)靠近所述受电端三相相线端子，即所述电流控电流源子系统(2)经所述电流控电压源子系统(1)后与所述受电端三相相线连接；

第二种拓扑为所述电流控电压源子系统(1)靠近所述供电端三相相线端子，所述电流控电流源子系统(2)靠近所述受电端三相相线端子，即所述电流控电流源子系统(2)直接与所述受电端三相相线连接；

所述供电电源变换子系统(3)分别与所述电流控电压源子系统(1)、电流控电流源子系统(2)并联共同接至公共直流母线(4)上，用于为上述所述电流控电压源子系统(1)、电流控电流源子系统(2)两个子系统提供外部能量来源接口，切换其供电模式，当选择新能源以及储能设备接入模式时，所述供电电源变换子系统(3)取代所述电流控电压源子系统(1)以及所述电流控电流源子系统(2)中的各自的独立供电电源，为上述两个子系统供电；

所述公共直流母线(4)与所述电流控电压源子系统(1)、所述电流控电流源子系统(2)以及所述供电电源变换子系统(3)相连，用于实现系统内部的能量传递。

2.根据权利要求1所述应用于电力传输的电力补偿变电系统，其特征在于：所述电流控电压源子系统(1)包括：电压源独立供电电源(11)、电压源功率变换器(12)、电压源控制器(13)和变压器(14)，所述电压源独立供电电源(11)通过隔离变压器，将电网的交流电整流后得到直流电输出给所述电压源功率变换器(12)，用于为其提供独立的能量来源；所述电压源功率变换器(12)采用逆变器拓扑，其直流侧与所述电压源独立供电电源(11)的直流输出端相连，并在其连接处引出公共直流母线接入端子，用于与所述公共直流母线(4)相连，其交流侧与所述变压器(14)的一次侧绕组相连，用于根据所述电压源控制器(13)的控制信号产生相应的补偿电压；所述变压器(14)的一次侧绕组与所述电压源功率变换器(12)的交流侧相连，二次侧绕组串联在电力传输线路中，用于将所述电压源功率变换器(12)产生的补偿电压补偿至输电线路中，以实现电压补偿或阻抗补偿的功能；所述电压源控制器(13)采用电压给定型PWM控制器，以电力传输线路的电流信号作为相位参考给定，计算求解出不同工作模式下的电压给定值，并据此输出相应的控制指令至所述电压源功率变换器(12)，用于控制器产生不同工作模式下所需要的补偿电压。

3.根据权利要求1所述应用于电力传输的电力补偿变电系统，其特征在于：所述电流控电流源子系统(2)包括电流源独立供电电源(21)、电流源功率变换器(22)、电流源控制器(23)和电抗器(24)，所述电流源独立供电电源(21)通过隔离变压器将电网的交流电整流后得到直流电输出给所述电流源功率变换器(22)，用于为其提供独立的能量来源；所述电流源功率变换器(22)采用逆变器拓扑，其直流侧与所述电流源独立供电电源(21)的直流输出端相连，并在其连接处引出公共直流母线接入端子，用于与所述公共直流母线(4)相连，其交流侧中性点输出端口与电力传输线路的中性线相接，三相输出端口与所述电抗器(24)相连，用于根据所述电流源控制器(23)的控制信号实现不同工作模式下的电能转换，实现整流或逆变；所述电抗器(24)一侧与所述电流源功率变换器(22)的三相输出端相连，另一侧与电力传输线三相相线相连，用于向电网注入补偿电流或接收电网回馈电流；所述电流源控制器(23)采用电流给定型PWM控制器，以电力传输线路的电流信号作为相位参考给定，根据不同的工作模式，产生不同的PWM控制指令至所述电流源功率变换器(22)，用于控制其工作于整流或逆变状态，从而使其产生所需的补偿电流或将接收电网的回馈电流转换为直流电经公共直流母线(4)，并传输至供电电源变换子系统(3)接入的储能装置中进行电能储存。