本發(fā)明涉及柔性交流輸電領(lǐng)域，具體涉及一種串聯(lián)補(bǔ)償裝置。

背景技術(shù)：

柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)的設(shè)備可分為串聯(lián)補(bǔ)償裝置、并聯(lián)補(bǔ)償裝置和綜合控制裝置。其中并聯(lián)補(bǔ)償裝置可以直接接入各種等級(jí)的電網(wǎng)中，而串聯(lián)補(bǔ)償裝置及綜合控制裝置由于一端需串聯(lián)接入電網(wǎng)，需綜合可靠性、靈活性及安全性，研究其接入方式。

串聯(lián)補(bǔ)償裝置和綜合控制裝置中，靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償器(SSSC)、統(tǒng)一潮流控制器(UPFC)、線間潮流控制器(IPFC)和可轉(zhuǎn)換靜止補(bǔ)償器(CSC)都是可以提高系統(tǒng)輸電能力和調(diào)控能力的柔性輸電設(shè)備；還有一種統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器(UPQC)，可以改善線路的電能質(zhì)量。除靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償器外，其他設(shè)備都有兩個(gè)換流器，且有相應(yīng)的變壓器完成隔離和變壓等功能。因?yàn)殪o止同步串聯(lián)補(bǔ)償器一般作為其他裝置的一種附加運(yùn)行方式，所以也可列入同類。

目前串聯(lián)補(bǔ)償裝置或者綜合控制裝置的串聯(lián)補(bǔ)償端，均是通過串聯(lián)變壓器接入電網(wǎng)。我國(guó)110kV及以上電網(wǎng)大部分采用雙回線路結(jié)構(gòu)，這就需要兩臺(tái)串聯(lián)變壓器將兩套串聯(lián)補(bǔ)償裝置分別串聯(lián)接入雙回線路，而每套串聯(lián)補(bǔ)償裝置均需要按各回線的電流額定值去選取容量。在絕大部分場(chǎng)合，雙回線路的總運(yùn)行電流是遠(yuǎn)小于雙回線電流額定值之和，上述方案造成了正常運(yùn)行時(shí)容量嚴(yán)重浪費(fèi)，勢(shì)必增加了投資成本和占地面積，同時(shí)整體損耗也增大。對(duì)采用更多回線路結(jié)構(gòu)的電網(wǎng)，成本、占地和設(shè)備損耗將進(jìn)一步限制了串聯(lián)補(bǔ)償裝置的應(yīng)用。為了解決以上不足，提高FACTS接入電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性，需要一種更適用于多回線路的串聯(lián)補(bǔ)償裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的，在于提供一種適用于多回線路的串聯(lián)補(bǔ)償裝置,綜合考慮成本、體積和設(shè)備損耗，滿足FACTS接入電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。

為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是：

一種串聯(lián)補(bǔ)償裝置，包含至少兩個(gè)電壓源換流器、至少兩臺(tái)三相變壓器、至少一臺(tái)三相電抗器；所述至少兩個(gè)電壓源換流器的交流側(cè)通過所述至少一臺(tái)三相電抗器互連；所述至少兩臺(tái)三相變壓器的一側(cè)繞組接至上述互連支路，另一側(cè)繞組分別串聯(lián)接入每回線路。

上述的一種串聯(lián)補(bǔ)償裝置，三相變壓器的數(shù)量與線路的回?cái)?shù)相等，且每臺(tái)三相變壓器通過分相串聯(lián)接入一回線路。

上述的一種串聯(lián)補(bǔ)償裝置，所述電壓源換流器均可直接或通過電抗器與所有三相變壓器連接。

上述的一種串聯(lián)補(bǔ)償裝置，所述三相變壓器與電壓源換流器連接側(cè)的繞組采用星型直接接地、或者星型經(jīng)電阻接地、或者角型的接法。

上述的一種串聯(lián)補(bǔ)償裝置，所述三相變壓器采用三相一體的結(jié)構(gòu)時(shí)，包含有一個(gè)角型的平衡繞組空載運(yùn)行。

上述的一種串聯(lián)補(bǔ)償裝置，所述電壓源換流器與三相變壓器之間、三相變壓器與輸電線路之間以及三相電抗器支路設(shè)有但不限于：斷路器、刀閘、避雷器、旁路裝置中的一種、或者幾種或者全部。

上述的一種串聯(lián)補(bǔ)償裝置，所述旁路裝置用于交流系統(tǒng)相間或線間旁路，具體裝置為刀閘、或者旁路斷路器、或者晶閘管閥、或者火花間隙。

上述的一種串聯(lián)補(bǔ)償裝置，可獨(dú)立安裝于輸電系統(tǒng)，也可作為但不限于統(tǒng)一潮流控制器、可轉(zhuǎn)換靜止補(bǔ)償器、靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償器、線間潮流控制器和統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器串聯(lián)接入輸電線路裝置的組成部分。

采用上述方案后，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了一種多個(gè)換流器均分系統(tǒng)潮流的串聯(lián)補(bǔ)償裝置。將變壓器分為閥側(cè)繞組和線路側(cè)繞組兩部分，閥側(cè)繞組折算至線路側(cè)的總電流與線路側(cè)繞組的總電流相等，由于在正常運(yùn)行時(shí)多回線路的總電流總是遠(yuǎn)小于N*線路額定電流，因此所有換流器折算至線路側(cè)的總電流只需要選擇為線路電流的最大可能運(yùn)行的總電流即可；而采用每回線路對(duì)應(yīng)一臺(tái)串聯(lián)補(bǔ)償裝置，則每臺(tái)串聯(lián)補(bǔ)償裝置換流器折算至線路側(cè)的電流必須要等于線路的額定電流，即所有換流器總電流等于N*線路額定電流；采用本發(fā)明的方案，換流器的總電流可以遠(yuǎn)小于N*線路額定電流，即在相同輸出額定電壓的前提下，本方案的換流器容量要遠(yuǎn)小于常規(guī)的方案，甚至可以減少換流器的數(shù)量，提高了串聯(lián)補(bǔ)償裝置的運(yùn)行效率，節(jié)省了換流器的設(shè)備成本和占地面積，提高了FACTS接入電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性及可靠性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明應(yīng)用在雙回線路的一種接線結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明應(yīng)用在雙回線路的另一種接線結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明應(yīng)用在雙回線路的一種通用接線結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明應(yīng)用在雙回線路含三個(gè)換流器的一種通用接線結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明應(yīng)用在三回線路的一種通用接線結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明作為統(tǒng)一潮流控制器組成部分的一種接法示意圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。

本發(fā)明提供了一種串聯(lián)補(bǔ)償裝置，包含至少兩個(gè)電壓源換流器、至少兩臺(tái)三相變壓器、至少一臺(tái)三相電抗器；所述至少兩個(gè)電壓源換流器的交流側(cè)通過所述至少一臺(tái)三相電抗器互連；所述至少兩臺(tái)三相變壓器的一側(cè)繞組接至上述互連支路，另一側(cè)繞組分別串聯(lián)接入每回線路。

如圖1所示，為本發(fā)明應(yīng)用在雙回線路的一種接線結(jié)構(gòu)示意圖，包含三相變壓器和電壓源換流器各兩臺(tái)以及三相電抗器一臺(tái)。三相變壓器與電壓源換流器的交流側(cè)直接連接，三相電抗器將兩個(gè)連接支路互連。

如圖2所示，為本發(fā)明應(yīng)用在雙回線路的又一種接線結(jié)構(gòu)示意圖，包含三相變壓器、電壓源換流器和三相電抗器各兩臺(tái)。三相變壓器的換流器側(cè)并聯(lián)連接，再通過三相電抗器分別與電壓源換流器的交流側(cè)連接。

前述的一種串聯(lián)補(bǔ)償裝置，三相變壓器的數(shù)量與多回線路的回?cái)?shù)相等，且每臺(tái)三相變壓器通過分相串聯(lián)接入一回線路。

前述的一種串聯(lián)補(bǔ)償裝置，每個(gè)電壓源換流器均可直接或通過電抗器與所有三相變壓器連接。

前述的一種串聯(lián)補(bǔ)償裝置，三相變壓器與電壓源換流器連接的繞組采用星型直接接地、或者星型經(jīng)電阻接地、或者角型的接法。

前述的一種串聯(lián)補(bǔ)償裝置，三相變壓器采用三相一體的結(jié)構(gòu)時(shí)，包含有一個(gè)角型的平衡繞組空載運(yùn)行。

前述的一種串聯(lián)補(bǔ)償裝置，電壓源換流器與三相變壓器之間、三相變壓器與輸電線路之間以及三相電抗器支路設(shè)有但不限于：斷路器、刀閘、避雷器、旁路裝置部分或所有設(shè)備。

前述的一種串聯(lián)補(bǔ)償裝置，旁路裝置用于交流系統(tǒng)相間或線間旁路，具體裝置為斷路器、或者晶閘管閥、或者火花間隙。

如圖3所示，為本發(fā)明應(yīng)用在雙回線路的一種通用接線結(jié)構(gòu)示意圖，其中三相變壓器和電壓源換流器各兩臺(tái)，電抗器L1～L5為可選電抗器。具體實(shí)施為：電抗器L1、L2、L5中至少選用一個(gè)電抗器，其余任意搭配；未選用電抗器位置為導(dǎo)線連接。

當(dāng)單個(gè)電壓源換流器容量偏大時(shí)，可通過增加換流器數(shù)量來擴(kuò)容。如圖4所示，為本發(fā)明應(yīng)用在雙回線路的又一種通用接線結(jié)構(gòu)示意圖，其中三相變壓器兩臺(tái)、電壓源換流器三個(gè)，電抗器L1～L6為可選電抗器。具體實(shí)施為：電抗器L1、L2、L5中至少選用一臺(tái)電抗器，電抗器L1、L5、L6中至少選用一個(gè)電抗器，電抗器L2、L6中至少選用一臺(tái)電抗器，其余任意搭配；未選用電抗器位置為導(dǎo)線連接。

如圖5所示，為本發(fā)明應(yīng)用在三回線路的一種通用接線結(jié)構(gòu)示意圖，其中三相變壓器三臺(tái)、固定電壓源換流器兩個(gè)，可選電壓源換流器1個(gè)，電抗器L1～L8為可選電抗器。當(dāng)電壓源換流器容量需求較小時(shí)，可減少一臺(tái)換流器來節(jié)約成本。具體實(shí)施為：三個(gè)換流器時(shí)，電抗器L1、L2、L7中至少選用一臺(tái)電抗器，電抗器L1、L3、L7、L8中至少選用一個(gè)電抗器，電抗器L2、L3、L8中至少選用一臺(tái)電抗器，其余任意搭配且未選用電抗器位置為導(dǎo)線連接；兩個(gè)換流器時(shí)，電抗器L1、L2、L7中至少選用一臺(tái)電抗器，L3電抗器去除，其余任意搭配且未選用電抗器位置為導(dǎo)線連接。

前述的一種串聯(lián)補(bǔ)償裝置，可獨(dú)立安裝于輸電系統(tǒng)，也可作為但不限于統(tǒng)一潮流控制器、可轉(zhuǎn)換靜止補(bǔ)償器、靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償器、線間潮流控制器和統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器串聯(lián)接入輸電線路裝置的組成部分。如圖6所示，為本發(fā)明應(yīng)用在雙回線路且作為統(tǒng)一潮流控制器組成部分的一種接線方式示意圖，其中兩個(gè)串聯(lián)補(bǔ)償裝置合用一個(gè)并聯(lián)側(cè)電壓源換流器和變壓器。

采用上述方案后，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了一種多個(gè)換流器均分系統(tǒng)潮流的串聯(lián)補(bǔ)償裝置。將變壓器分為閥側(cè)繞組和線路側(cè)繞組兩部分，閥側(cè)繞組折算至線路側(cè)的總電流與線路側(cè)繞組的總電流相等，由于在正常運(yùn)行時(shí)多回線路的總電流總是遠(yuǎn)小于N*線路額定電流，因此所有換流器折算至線路側(cè)的總電流只需要選擇為線路電流的最大可能運(yùn)行的總電流即可；而采用每回線路對(duì)應(yīng)一臺(tái)串聯(lián)補(bǔ)償裝置，則每臺(tái)串聯(lián)補(bǔ)償裝置換流器折算至線路側(cè)的電流必須要等于線路的額定電流，即所有換流器總電流等于N*線路額定電流；采用本發(fā)明的方案，換流器的總電流可以遠(yuǎn)小于N*線路額定電流，即在相同輸出額定電壓的前提下，本方案的換流器容量要遠(yuǎn)小于常規(guī)的方案，甚至部分場(chǎng)合可以減少換流器的數(shù)量，提高了串聯(lián)補(bǔ)償裝置的運(yùn)行效率，節(jié)省了換流器的設(shè)備成本和占地面積，提高了FACTS接入電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性及可靠性。

最后應(yīng)該說明的是：結(jié)合上述實(shí)施例僅說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制。所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解到：本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者等同替換，但這些修改或變更均在申請(qǐng)待批的專利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。