一種靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償裝置及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及輸電控制領(lǐng)域，具體設(shè)及一種靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償裝置及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償器（SSSC，StaticSync虹onousSeriesCompensator)采用基 于可關(guān)斷器件的電壓源換流技術(shù)，可W等效為一個(gè)串聯(lián)在線路中的同步電壓源，通過注入 一個(gè)與線路電流正交、幅值可控的電壓源來改變輸電線路的等效阻抗，從而控制線路潮流。 如圖1所示，該靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償裝置通過一個(gè)獨(dú)立的直流電容提供直流電壓支撐。
[0003] 如果SSSC裝置直流側(cè)接入儲能單元，則SSSC裝置還可W在線路有功功率不足時(shí) 給線路提供有功功率，成為串聯(lián)在線路中的靜止發(fā)電機(jī)。當(dāng)系統(tǒng)有功功率過剩時(shí)，SSSC裝置 也可W吸收有功功率，將電能儲存在直流側(cè)的儲能單元中。所W如果SSSC裝置直流側(cè)接入 儲能單元，SSSC裝置不僅可W用于調(diào)節(jié)線路的電壓，還能夠具有一定的調(diào)節(jié)系統(tǒng)頻率的作 用。此外，在高電壓的輸電線中，通常只考慮線路的電抗而忽略線路的電阻，該是因?yàn)樵诟?壓輸電線上線路電抗與電阻的比值較大。但當(dāng)線路中線路總電抗減小后，輸電線路總電抗 與電阻的比值就大大減小，電抗電阻比越大線路傳輸能力越強(qiáng)，電抗電阻比小時(shí)線路傳輸 能力也會較弱。而直流側(cè)采用儲能單元的SSSC裝置不僅能夠補(bǔ)償線路電抗，還可W補(bǔ)償線 路電阻，因此可W控制SSSC使線路電抗電阻比盡量大，從而大大提高線路的傳輸能力。如 圖2所示，該基于儲能單元的靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償裝置的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，采用輔助整流器向儲能 單元充電，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜程度，也提高了成本。
[0004] 綜上，需要提供一種新型靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償裝置，能夠向輸電線路提供有功功率， 并維持輸電線路的阻抗與電阻高比值W提高其功效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了滿足現(xiàn)有技術(shù)的需要，本發(fā)明提供了一種靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償裝置及其控制方 法。
[0006] 第一方面，本發(fā)明中靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償裝置的技術(shù)方案是：
[0007] 所述裝置包括升壓變壓器、濾波器、變換器、儲能單元、旁路開關(guān)和隔離開關(guān)；
[000引所述升壓變壓器的初級繞組串聯(lián)在兩個(gè)電網(wǎng)之間的一相輸電線上，次級繞組與所 述濾波器連接；所述初級繞組與每個(gè)電網(wǎng)之間的輸電線上均串聯(lián)有一個(gè)所述隔離開關(guān)；
[0009] 所述旁路開關(guān)的數(shù)目為=，分別并聯(lián)在所述升壓變壓器的兩端；
[0010] 所述變換器連接于所述儲能單元與濾波器之間。
[0011] 優(yōu)選的，所述濾波器包括第一LC支路、第二LC支路和第=LC支路；第一LC支路、 第二LC支路和第SLC支路均由電感和電容串聯(lián)組成；
[0012] 所述升壓變壓器包括第一升壓變壓器、第二升壓變壓器和第=升壓變壓器。
[0013] 優(yōu)選的，所述第一升壓變壓器中次級繞組的一端連接于所述第一LC支路中電感 和電容之間，次級繞組的另一端與所述電容的另一端連接，所述電感與變換器相連；
[0014] 所述第二升壓變壓器中次級繞組的一端連接于所述第二LC支路中電感和電容之 間，次級繞組的另一端與所述電容的另一端連接，所述電感與變換器相連；
[0015] 所述第S升壓變壓器中次級繞組的一端連接于所述第SLC支路中電感和電容之 間，次級繞組的另一端與所述電容的另一端連接，所述電感與變換器相連。
[0016] 優(yōu)選的，所述變換器為電壓源型變換器；
[0017] 優(yōu)選的，所述儲能單元的兩端并聯(lián)有直流電容，所述直流電容與儲能單元之間串 聯(lián)接入一個(gè)斷路器；
[0018] 所述直流電容兩端并聯(lián)一個(gè)由開關(guān)管和電阻組成的串聯(lián)支路；
[0019] 第二方面，本發(fā)明中靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償裝置的控制方法的技術(shù)方案是；
[0020] 所述方法包括判斷所述裝置的工作狀態(tài)，依據(jù)所述工作狀態(tài)選取控制策略；所述 工作狀態(tài)包括待機(jī)模式、充電模式和調(diào)節(jié)模式；
[0021] 優(yōu)選的，當(dāng)所述裝置發(fā)生故障或者需要檢修時(shí)，所述裝置處于待機(jī)模式，其控制策 略包括：
[0022] 步驟11 ;將所述裝置的旁路開關(guān)閉合；
[0023] 步驟12;將所述裝置的隔離開關(guān)全部斷開；
[0024] 步驟13 ;將所述裝置的變換器閉鎖；
[0025] 步驟14 ;將所述裝置中并聯(lián)在直流電容兩端的開關(guān)管導(dǎo)通，所述直流電容通過電 阻放電；
[0026] 步驟15 ;將所述裝置的斷路器斷開；
[0027] 優(yōu)選的，當(dāng)所述裝置中的儲能單元需要充電時(shí)，所述裝置處于充電模式，其控制策 略包括：
[002引步驟21 ;將所述裝置的旁路開關(guān)斷開；
[0029] 步驟22;將所述裝置的隔離開關(guān)全部閉合；
[0030] 步驟23;將所述裝置的變換器調(diào)整為整流狀態(tài)，將交流電轉(zhuǎn)換為直流電；
[0031] 步驟24;將所述裝置中并聯(lián)在直流電容兩端的開關(guān)管斷開；
[0032] 步驟25;將所述裝置的斷路器閉合，所述儲能單元進(jìn)入充電狀態(tài)；
[0033] 優(yōu)選的，當(dāng)需要控制電網(wǎng)之間的線路潮流時(shí)，所述裝置處于調(diào)節(jié)模式，其控制策略 包括：
[0034] 步驟31;將所述裝置的旁路開關(guān)斷開；
[003引步驟32 ;將所述裝置的隔離開關(guān)全部閉合；
[0036] 步驟33;將所述裝置的變換器調(diào)整為逆變狀態(tài)，將直流電轉(zhuǎn)換為交流電；
[0037] 步驟34;將所述裝置中并聯(lián)在直流電容兩端的開關(guān)管斷開；
[003引步驟35 ;當(dāng)所述裝置的儲能單元需要吸收有功功率時(shí)，斷路器閉合；當(dāng)所述裝置 的儲能單元需要釋放有功功率時(shí)，所述斷路器斷開。
[0039] 與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)異效果是：
[0040] 本發(fā)明提供的一種靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償裝置，通過引入儲能單元，可向線路提供有 功功率，并能夠維持線路電抗與電阻狂t/R)高比值，擴(kuò)大了裝置功效；提出的電路拓?fù)涔?jié)省 了輔助整流器，簡化了結(jié)構(gòu)，降低了占地面積和成本；充電模式與調(diào)節(jié)模式時(shí)的變換器采用 相同的控制策略，優(yōu)化了控制方法，提高了裝置的可靠性。
【附圖說明】
[0041] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0042] 圖1 ;靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043] 圖2 ;基于儲能單元的靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償裝置結(jié)構(gòu)圖示意圖；
[0044] 圖3 ;本發(fā)明實(shí)施例中一種靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045] 圖4;本發(fā)明實(shí)施例中待機(jī)模式控制示意圖；
[0046] 圖5 ;本發(fā)明實(shí)施例中充電模式控制示意圖；
[0047] 圖6 ;本發(fā)明實(shí)施例中充電模式時(shí)靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償裝置輸出電壓計(jì)算示意圖；
[0048] 圖7 ;本發(fā)明實(shí)施例中充電模式時(shí)變換器的控制示意圖；
[0049] 圖8 ;本發(fā)明實(shí)施例中調(diào)節(jié)模式控制示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0050] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0化1] 本發(fā)明提供的一種靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償裝置，通過增加儲能單元可W向輸電線路提 供有功功率，并能夠維持線路電抗與電阻的高比值，擴(kuò)大該裝置的功效，同時(shí)充電模式和調(diào) 節(jié)模式時(shí)變換器采用相同的控制策略，優(yōu)化了該裝置的控制方法，提高了裝置的可靠性。 [0052] 本發(fā)明中靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償裝置的具體實(shí)施例如圖3所示，具體為：
[0化3] 該裝置包括升壓變壓器、濾波器、變換器、儲能單元、旁路開關(guān)和隔離開關(guān)。
[0化4] 升壓變壓器的初級繞組串聯(lián)在兩個(gè)電網(wǎng)之間的一相輸電線上，其次級繞組與濾波 器連接；初級繞組與每個(gè)電網(wǎng)之間的輸電線上均串聯(lián)有一個(gè)隔離開關(guān)。旁路開關(guān)CB的數(shù)目 也為=，分別并聯(lián)在升壓變壓器的兩端；變換器連接于儲能單元與濾波器之間。儲能單元的 兩端并聯(lián)有直流電容C，直流電容C與儲能單元之間串聯(lián)接入一個(gè)斷路器QF;直流電容C兩 端并聯(lián)一個(gè)由開關(guān)管I和電阻R組成的串聯(lián)支路。
[0化5] 本實(shí)施例中變換器為電壓源型變換器，升壓變壓器包括第一升壓變壓器、第二升 壓變壓器和第=升壓變壓器，如圖3所示，升壓變壓器包括第一升壓變壓器T。、第二升壓變 壓器Tb和第=升壓變壓器TC。
[0化6] ①：第一升壓變壓器L中初級繞組的一端通過隔離開關(guān)QS1與電網(wǎng)A連接，另一端 通過隔離開關(guān)QS2與電網(wǎng)B連接。
[0化7] ②：第二升壓變壓器Tb中初級繞組的一端通過隔離開關(guān)QS3與電網(wǎng)A連接，另一端 通過隔離開關(guān)QS4與電網(wǎng)B連接。
[0化引⑨：第S升壓變壓器T。中初級繞組的一端通過隔離開關(guān)QSg與電網(wǎng)A連接，另一端 通