一种改进的并联混合型统一潮流控制器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种改进的并联混合型统一潮流控制器。
【背景技术】
[0002]随着电力系统的大力发展，新能源的规模接入、网架结构日益复杂、潮流分布不均、电压支撑能力不足等问题给电网的安全稳定运行带来了新的挑战。部分地区出现了供电瓶颈，不能满足负荷发展需要。从电网实际情况来看，潮流分布不均是制约电网输送能力的重要因素。传统电网缺乏有效的潮流调节手段，通过采用新型FACTS (FlexibleAlternative Current Transmis System)装置来改善系统运行工况，提高电网输送容量是一个现实且理想的选择。
[0003]统一潮流控制器(UnifiedPower Flow Controller，UPFC)作为第3代FACTS设备的代表，是迄今为止功能最全面的FACTS装置，能分别或同时实现并联补偿、串联补偿、移相和端电压调节等多种基本功能。UPFC既能在电力系统稳定方面实现潮流调节，合理控制有功功率、无功功率，提高线路的输送能力，实现优化运行;又能在动态方面，通过快速无功吞吐，动态支撑接入点的电压，提高系统电压稳定性;还可以改善系统阻尼，提高功角稳定性。
[0004]常规统一潮流控制器控制功能灵活而卓越，但其在电力系统中推广使用不具备容量和价格优势。传统电容器、电抗器可作为线路串联补偿，但灵活性和动作速度都不能满足精确调节的要求。统一潮流控制器需要更加灵活的功能配置，需要将串联补偿与统一潮流控制器结合起来，且单纯的固定容性串联补偿不能满足复杂变化的系统需求。。
【发明内容】
[0005]为了满足现有技术的需要，本发明提供了一种改进的并联混合型统一潮流控制器。
[0006]本发明的技术方案是:
[0007]所述统一潮流控制器包括第一换流器、第二换流器、第一偏移补偿设备、第二偏移补偿设备、串联变压器和并联变压器；
[0008]所述串联变压器为三绕组变压器:第一绕组串联接入交流系统的输电线路或母线，该绕组两端并联有旁路开关;第二绕组与所述第一换流器的交流端并联;第三绕组与所述第一偏移补偿设备并联；
[0009]所述并联变压器为三绕组变压器:第一绕组并联接入交流系统的输电线路或母线，第二绕组与所述第二换流器的交流端并联，第三绕组与所述第二偏移补偿设备并联；
[0010]所述第一换流器的直流端与第二换流器的直流端相互连接。
[0011 ]本发明提供的一个优选实施例为:
[0012]所述第一换流器采用三相桥换流器时，所述第一偏移补偿设备的一端与所述串联变压器的第三绕组连接，另一端与所述串联变压器的中性点或者交流系统中其余中性点的任一中性点连接；
[0013]所述第二换流器采用三相全桥换流器时，所述第二偏移补偿设备的一端与所述并联变压器的第三绕组连接，另一端与所述并联变压器的中性点或者交流系统中其余中性点的任一中性点连接。
[0014]本发明提供的一个优选实施例为:
[0015]所述第一偏移补偿设备和第二偏移补偿设备均包括容性偏移型补偿设备、感性偏移型补偿设备和双向偏移型补偿设备中任一种；
[0016]所述容性偏移型补偿设备包括串联的电容器单元和第一开关装置；
[0017]所述感性偏移型补偿设备包括串联的电抗器单元和第二开关装置；
[0018]所述双向偏移型补偿设备包括并联的所述容性偏移型补偿设备和感性偏移型补偿设备。
[0019]本发明提供的一个优选实施例为:
[0020]所述电容器单元包括一个电容器或者由多个电容器组成的串联电容器组或者由多个电容器组成的并联电容器组;所述并联电容器组包括自动投切开关，该自动投切开关用于投入和退出并联电容器组中的电容器，从而实现并联电容器组的容值调节；
[0021]所述电抗器单元包括一个电抗器或者由多个电抗器并联组成的并联电抗器组或者由多个电抗器串联组成的串联电抗器组;所述串联电抗器组的电抗器设置有抽头。
[0022]本发明提供的一个优选实施例为:所述第一开关装置和第二开关装置均包括断路器、隔离开关和电力电子开关中任一种开关或者并联的任两种开关；
[0023]所述电力电子开关包括由反向并联的晶闸管组成的晶闸管双向开关，通过改变所述晶闸管的触发角调整所述电抗器单元的等效阻抗。
[0024]本发明提供的一个优选实施例为:所述双向偏移型补偿设备包括容性偏移模式和感性偏移模式；
[0025]所述容性偏移模式包括:
[0026]所述第一开关装置闭合，第二开关装置断开，则所述双向偏移型补偿设备工作于容性偏移模式;或者，
[0027]所述第二开关装置采用晶闸管双向开关时，通过调整其晶闸管的触发角，使得所述电抗器单元的等效电抗小于所述电容器单元的等效容抗，则所述双向偏移型补偿设备工作于容性偏移模式；
[0028]所述感性偏移模式包括:
[0029]所述第一开关装置断开，第二开关装置闭合，则所述双向偏移型补偿设备工作于感性偏移模式;或者，
[0030]所述第二开关装置采用晶闸管双向开关时，通过调整其晶闸管的触发角，使得所述电抗器单元的等效电抗大于所述电容器单元的等效容抗，则所述双向偏移型补偿设备工作于感性偏移模式。
[0031]本发明提供的一个优选实施例为:所述统一潮流控制器包括串联侧偏移结构和并联侧偏移结构。
[0032]本发明提供的一个优选实施例为:所述统一潮流控制器采用串联侧偏移结构时，包括:第一换流器、第二换流器、第一偏移补偿设备、串联变压器和并联变压器；
[0033]所述串联变压器为三绕组变压器:第一绕组串联接入交流系统的输电线路或母线，该绕组两端并联有旁路开关;第二绕组与所述第一换流器的交流端并联;第三绕组与所述第一偏移补偿设备并联;所述第一换流器的直流端与第二换流器的直流端相互连接；
[0034]所述并联变压器为双绕组变压器:第一绕组并联接入交流系统的输电线路或母线，第二绕组与所述第二换流器的交流端并联。
[0035]本发明提供的一个优选实施例为:所述统一潮流控制器采用并联侧偏移结构时，包括:第一换流器、第二换流器、第二偏移补偿设备、串联变压器和并联变压器；
[0036]所述串联变压器为双绕组变压器:第一绕组串联接入交流系统的输电线路或母线，该绕组两端并联有旁路开关;第二绕组与所述第一换流器的交流端并联，所述第一换流器的直流端与第二换流器的直流端相互连接；
[0037]所述并联变压器为三绕组变压器:第一绕组并联接入交流系统的输电线路或母线，第二绕组与所述第二换流器的交流端并联，第三绕组与所述第二偏移补偿设备并联。
[0038]本发明提供的一个优选实施例为:所述第一换流器和第二换流器均包括两电平换流器、三电平换流器、二极管钳位型换流器、飞跨电容型换流器、模块化多电平换流器和H桥级联型多电平换流器中的任一种或者至少两种；
[0039]所述第一换流器和第二换流器的结构均采用单相结构、三相结构和三单相结构的任一种。
[0040]与最接近的现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0041]1、本发明提供的一种改进的并联混合型统一潮流控制器，可以用于输电线路或者配电线路中，进行容性或者感性调节，提高线路输送容量，提高系统稳定水平，控制线路潮流，增强系统阻尼，解决了现有统一潮流控制器不能连续大范围快速调节的问题，降低了统一潮流控制器成本；
[0042]2、本发明提供的一种改进的并联混合型统一潮流控制器，降低了电抗器和电容器的绝缘等级，提高动态响应性能；同时可以减少电压源换流器的容量。
[0043]3、本发明提供的一种改进的并联混合型统一潮流控制器，电抗器单元可以通过自动投切开关实现电容容量的调节，电抗器单元并联的晶闸管双向开关可以连续调节电抗，从而实现对等效容抗的分级和连续调节，侧重于稳态控制；换流器可以提供连续快速的双向调节能力，侧重于动态控制。
【附图说明】
[0044]图1:本发明实施例中一种改进的并联混合型统一潮流控制器结构示意图；
[0045]图2:本发明实施例中另一种改进的并联混合型统一潮流控制器结构示意图；
[0046]图3:本发明实施例中再一种改进的并联混合型统一潮流控制器结构示意图；
[0047]图4:本发明实施例中串联侧偏移结构不意图；
[0048]图5:本发明实施例中并联侧偏移结构示意图；
[0049]图6:本发明实施例中感性偏移型补偿设备结构示意图；
[0050]图7:本发明实施例中容性偏移型补偿设备结构示意图；
[0051]图8:本发明实施例中双向偏移型补偿设备结构示意图；
[0052]图9:本发明实施例中另一种双向偏移型补偿设备结构示意图；
[0053]其中，101:第一换流器；102:第二换流器；103:第一偏移补偿设备；104:第二偏