[0046]实施例1:
[0047]本例的实用新型的技术方案针对半桥结构的MMC换流器的特点和要求，以统一潮流控制器为例，提出了可适用统一潮流控制器、可转换静止补偿器和统一电能质量调节器的接地系统，如附图1中所示。其中，换流器I的直流侧和换流器2的直流侧相连。换流器I/换流器2可以是MMC的换流器、H桥级联的换流器、飞跨电容的换流器、二极管钳位的换流器。换流器I的交流侧通过并联变压器Tl与系统并联连接，并联变压器Tl只有两个绕组，并联变压器Tl系统侧的绕组采用三角形接法，并联变压器Tl阀侧的绕组采用星形接法。并联变压器Tl星形中性点引出，中性点通过金属氧化物避雷器MOAl进行过电压保护。接地装置JDl与隔离刀闸DSl串联后与MOAl并联。换流器2的交流侧通过串联变压器T2与系统串联连接，串联变压器T2的系统侧绕组各自独立，串联变压器T2的阀侧绕组采用星形接法。串联变压器T2星形中性点引出，中性点通过金属氧化物避雷器MOA2进行过电压保护。接地装置JD2与隔离刀闸DS2串联后与MOA2并联。需要说明的是，实际工程实施时，会有许多隔离刀闸、断路器、电流测量设备、电压测量设备。这里没有画出这些设备，不表示工程实际实施时，不存在这些设备。
[0048]输电线路的每相对地都有电容电流，因此，中性点接地有时采用中性点谐振接地方式，用于补偿系统单相对地故障电流的容性分量。换流器I/换流器2也存在对地的杂散电容，但与线路相比较，要小许多，因此，不需要采用中性点谐振接地方式。附图5中的接地装置JD1/JD2可以通过电阻接地，如附图2的a)中所示，也可以直接接地，如附图2的b)中所示。如采用直接接地，且相应的隔离刀闸DS1/DS2—直处于合闸状态，则相应的金属氧化物避雷器M0A1/M0A2可省略。
[0049]如附图1中所示，串联变压器T2的系统侧绕组各自独立，阀侧采用星型接地，零序分量没有相应的通路，可能会对变压器的设计带来一些困难。可增加变压器的第三绕组，并采用三角形接法，相应的接地方式如附图3中所示。
[0050]可转换静止补偿器通过适当的隔离刀闸切换和备用的变压器转换成双静止同步补偿装置(static synchronous compensator, STATC0M)运行方式。静止同步补偿装置由并联接入系统的电压源换流器构成，能够发出或吸收无功功率的静止型同步无功电源。通过改变其输出可以对电力系统的某些参数(如电压)进行控制。曾被称为新型静止无功补偿装置(ASVC)、无功发生器(SVG)、静止调相机(STATC0N)等。转换成双STATC0M方式时的接地方式如附图4中所示。需要指出的是并联变压器T3属于备用的变压器。并联变压器T3为两绕组变压器，并联变压器T3系统侧的绕组采用三角形接法，并联变压器T3阀侧的绕组采用星形接法。并联变压器T3星形中性点引出，中性点通过金属氧化物避雷器M0A2进行过电压保护。接地装置JD2与隔离刀闸DS2串联后与M0A2并联。需要指出的是，也可以采用全新的金属氧化物避雷器M0A3、接地装置JD3与隔离刀闸DS3与并联变压器T3相连接。
[0051]可转换静止补偿器通过适当的隔离刀闸切换和备用的变压器转换成双静止同步串联补偿装置(static series synchronous compensator, SSSC 或 S3C)运行方式。静止同步串联补偿装置与系统串联，基于可关断电力电子器件组成的电压源换流器(VoltageSource Converter, VSC)，能够注入一个与线路电流成适当相角电压的静止型同步无功电源。通过改变其输出电压，可改变该输电线路的等效阻抗，从而实现阻尼功率振荡、抑制次同步振荡、提高暂态稳定性等控制目标。转换成双SSSC方式时的接地方式如附图5中所示。换流器2的交流侧通过串联变压器T4与系统串联连接，串联变压器T4的系统侧绕组各自独立，串联变压器T4的阀侧绕组采用星形接法。串联变压器T4星形中性点引出，中性点通过金属氧化物避雷器M0A4进行过电压保护。接地装置JD4与隔离刀闸DS4串联后与M0A4并联。需要指出的是，也采用原来的金属氧化物避雷器M0A1、接地装置JDl与隔离刀闸DSl与并联变压器T4相连接。
[0052]附图6给出了 UPFC串联变压器和并联变压器都接地时的等效零序通路。由于各种原因，换流器的输出电压中通常有零序分量(如附图6中的等效零序电压分量Utl)，在共用直流母线的情况下，如果通过接地点形成一个零序通路，则会有零序电流(如附图6中的零序电流1)。三相三线制换流器要消除零序电流，可能会有不少困难，需要进行大量的深入研宄和分析。同时，稳态运行时有零序电流长期流通，将增加接地装置的稳态运行容量。因此，当换流器I和换流器2联合运行时，宜只有一个接地点。
[0053]附图7给出了换流器I和换流器2联合运行时通过接地装置JDl实现接地，并提供参考电位，附图8给出了换流器I和换流器2联合运行时通过接地装置JD2实现接地，并提供参考电位，附图9给出了换流器I和换流器2各自独立运行时，换流器I通过接地装置JDl实现接地，并提供参考电位，换流器2通过接地装置JD2实现接地，并提供参考电位。
[0054]对于可转换静止补偿器和统一电能质量调节器，情况类似，不再一一阐述。
[0055]其中，统一潮流控制器(unified power flow controller，UPFC)概括起来主要有:
[0056](I)控制线路潮流，独立地分别控制线路有功功率与无功功率；
[0057](2)提尚系统的动态和暂态稳定性，提尚输送能力；
[0058](3)调节系统运行电压和无功平衡条件，提高系统电压稳定性；
[0059](4)阻尼低频振荡和系统摇摆；
[0060](5) UPFC缺点是单位容量造价偏高。
[0061]可转换静止补偿器(Convertible Static Compensator, CSC)由多个同步电压源换流器构成，可以同时控制二条以上线路潮流(有功功率、无功功率)、电压、阻抗和相角，并能实现线路之间功率转换的装置。可转换静止补偿器通常具有下列功能:
[0062](I)静止同步补偿装置(Static Synchronous Compensator，STATC0M)的并联无功补偿功能；
[0063](2)静止同步串联补偿装置(static series synchronous compensator，SSSC)的串联补偿功能；
[0064](3)统一潮流控制器(UPFC)功能；
[0065](4)控制二条线路以上潮流的线间潮流控制(Interline Power Flow Control,IPFC)功能；
[0066](5)上述4种功能的任何组合，并相互转换。
[0067]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员尽管参照上述实施例应当理解:依然可以对本实用新型的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，这些未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本实用新型的权利要求保护范围之内。
【主权项】
1.一种换流器接地系统，所述换流器包括统一潮流控制器、可转换静止补偿器和统一电能质量调节器；其特征在于:所述系统包括直流侧相连的换流器；其中一个所述换流器的交流侧通过一个变压器与电力系统并联；所述一个变压器的阀侧的绕组设有过电压保护装置和接地装置；另一个所述换流器的交流侧通过连接另一个变压器与系统串联；所述另一个变压器的阀侧的绕组设有过电压保护装置和接地装置。
2.如权利要求1所述的一种换流器接地系统，其特征在于:所述一个变压器包括电力系统侧采用三角形接法的绕组和阀侧采用星形接法的绕组；所述阀侧采用星形接法的绕组的星形中性点引出。
3.如权利要求2所述的一种换流器接地系统，其特征在于:所述中性点通过金属氧化物避雷器MOAl进行过电压保护；接地装置JDl与隔离刀闸DSl串联后与所述MOAl并联。
4.如权利要求1所述的一种换流器接地系统，其特征在于:所述另一个变压器包括电力系统侧各自独立的绕组和阀侧采用星形接法的绕组；所述阀侧采用星形接法的绕组的星形中性点引出。
5.如权利要求4所述的一种换流器接地系统，其特征在于:所述中性点通过金属氧化物避雷器M0A2进行过电压保护；接地装置JD2与隔离刀闸DS2串联后与所述M0A2并联。
6.如权利要求5所述的一种换流器接地系统，其特征在于:所述另一个变压器设有采用三角形接法的第三绕组。
7.如权利要求5所述的一种换流器接地系统，其特征在于:当所述接地系统通过作为可转换静止补偿器的接地系统实现双静止同步补偿装置运行方式时，所述另一个变压器与所述电力系统并联；所述另一个变压器包括电力系统侧采用三角形接法的绕组和阀侧采用星形接法的绕组；所述阀侧采用星形接法的绕组的星形中性点引出；所述中性点通过金属氧化物避雷器M0A3进行过电压保护；接地装置JD3与隔离刀闸DS3串联后与M0A3并联。
8.如权利要求3所述的一种换流器接地系统，其特征在于:当所述接地系统通过作为可转换静止补偿器的接地系统实现双静止同步串联补偿装置运行方式时，所述一个变压器与所述电力系统串联；所述一个变压器包括电力系统侧各自独立的绕组和阀侧采用星形接法的绕组；所述阀侧采用星形接法时的绕组中性点引出；所述中性点通过金属氧化物避雷器M0A4进行过电压保护；接地装置JD4与隔离刀闸DS4串联后与所述M0A4并联。
9.如权利要求1所述的一种换流器接地系统，其特征在于:当所述一个换流器和另一个换流器联合运行时，所述接地系统通过一个接地装置实现接地，并提供参考电位。
10.如权利要求1所述的一种换流器接地系统，其特征在于:当所述一个换流器和另一个换流器各自独立运行时，所述一个换流器通过其对应的接地装置实现接地，并提供参考电位；所述另一个换流器通过其对应的接地装置实现接地，并提供参考电位。
【专利摘要】本实用新型涉及一种换流器接地系统，所述系统包括直流侧相连的换流器；其中一个所述换流器的交流侧通过一个变压器与电力系统并联；所述一个变压器的阀侧的绕组设有过电压保护装置和接地装置；另一个所述换流器的交流侧通过连接另一个变压器与系统串联；所述另一个变压器的阀侧的绕组设有过电压保护装置和接地装置。本实用新型提供的技术方案根据MMC技术的特点，研究并提出适合统一潮流控制器、可转换静止补偿器、统一电能质量调节器的换流器接地系统。
【IPC分类】H02J3-00, H02J3-36, H02H9-04, H02J3-18
【公开号】CN204464986
【申请号】CN201520209172
【发明人】戴朝波, 宋洁莹, 周飞
【申请人】国家电网公司, 国网智能电网研究院
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年4月9日