[发明专利]一种应用于电力传输的电力补偿变电系统

说明书

本发明公开了一种应用于电力传输的电力补偿变电系统，包括电流控电压源子系统、电流控电流源子系统、供电电源变换子系统及公共直流母线部分。电流控电压源子系统串联于输电线路中，其输出电压受线路电流控制，具有电压提升、阻抗补偿等功能；电流控电流源子系统并联于输电线路中，除实现动态无功补偿等基本功能外，一方面可与电流控电压源子系统进行协同阻抗补偿，提高功率传输效率；另一方面通过与储能设备的交互，进充放电双工作，实现了电网能量的平衡与调整，有效解决了电网峰谷平衡的问题。

技术领域

本发明涉及一种应用于电力传输的电力补偿变电系统，应用于供电或配电的电路装置或系统技术领域。

背景技术

负荷分散地区的电网建设经济效益差、投入产出比低是全世界电网公司普遍面对的问题。南非Eskom电力公司和澳大利亚CountryEnergy电力公司研究表明，传统的发电—配电系统仅适用于人口密度较高的居民区，对于用户密度较低(低于70户/km²)的农村地区，由于供电半径较大，容易出现线路末端供电电压偏低，电能质量不合格的问题。此外，随着用户负荷的不断增大，以及单点大负荷的不断增多，位于线路尾部的用户的供电质量会受到更大的影响。人口密度较低的地区，负荷分散、负荷率低，而配电网造价高、投入产出比低，电网建成后将面临电网利用效率低、运行维护成本高等诸多问题，如何以较经济的方式为偏远地区的人口提供适合的供电服务，成为世界性的热点议题。

对于气候特点突出的国家，主要通过充分利用气候优势，大力发展新能源发电来实现区域集中供电。而我国气候条件复杂，不能够单一的依托分布式新能源发电来全面解决偏远地区的供电问题，应综合考虑多种能源形成互补系统。形如青海省等内陆高海拔地区，由于地区海拔较高，气候条件恶劣，电网的建设与维护过程异常艰辛，投资与运维费用却远高于东部发达地区。负荷分散，变配电站供电半径有限，往往需要较长的中压线路和分散的变配电站才能实现整个区域的供电，而分散的变电站主变压器的利用率低，一大部分的功率损失在了线路传输的过程中，且主要是因有功电流流经较长的输电线路造成的损耗，无法通过简单地并联无功补偿设备改善末端电压特性。为确保末端用户的用电质量、减小线路损耗，传统的方案是靠近负荷点新建变电站。这种方案虽然确保了用户端的电压合格，但高昂的投资建设成本、较低的变电站资源利用率，严重地违背了智能电网经济、可靠、安全、高效地运行要求，不利于智能电网的建设和发展。因此，亟需一种低成本、高可靠性的全面补偿方案，能够实现在负荷波动的情况下，仍能调节输电线路的阻抗特性，实现阻抗补偿，从而提高功率输送效率，稳定末端电压，消除谐波电流，在用电高峰与低谷的时候实现峰谷平衡，优化节能，真正地实现电网安全、经济、高效地运行。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种应用于电力传输的电力补偿变电系统，该系统包括：电流控电压源子系统、电流控电流源子系统、供电电源变换子系统及公共直流母线等四部分。电流控电压源子系统串联于输电线路中，其输出电压受线路电流控制，具有电压提升、阻抗补偿等功能；电流控电流源子系统并联于输电线路中，除实现动态无功补偿等基本功能外，一方面可与电流控电压源子系统进行协同阻抗补偿，协同改变电力传输线的等效阻抗，提高功率传输效率；另一方面通过与包括电池在内的储能设备的交互，进行充放电双工作，实现了电网能量的平衡与调整，有效解决了电网峰谷平衡的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种应用于电力传输的电力补偿变电系统，其包括电流控电压源子系统、电流控电流源子系统、供电电源变换子系统和公共直流母线；

电流控电压源子系统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，电流控电压源子系统所产生的电压的幅值、相位根据电力线路的电流进行控制，电流控电压源子系统用于实现电力传输线路的电压补偿、阻抗补偿等功能；

电流控电流源子系统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，电流控电流源子系统用于实现电力传输线路的电流补偿、阻抗补偿以及功率平衡等功能；