一种基于IPFC的低压配电网多端联合供电结构的制作方法

本发明属于供电技术，尤其涉及一种基于ipfc的低压配电网多端联合供电结构。

背景技术：

随着经济社会的发展，电力系统不断扩大，人们对电力的需求越来越大，对电力的要求越来越高，这就需要不断的提高电力系统的供电质量。

在输电线路补偿控制方面，传统的控制方案不能控制输电线路的无功潮流，不能适当平衡线路负荷；同时，在低压并联供电系统中，电源受电源电压大小与相位、等值阻抗大小与阻抗角以及负荷大小与功率因数等诸多因素的影响可能出现逆功率运行的状况。另外，双电源自动切换开关（automatictransferswitch，ats）的投入使用，使得变压器二次侧并联，当负荷不均衡时，会产生电磁环流。

技术实现要素：
：

本发明要解决的技术问题：提供一种基于ipfc的低压配电网多端联合供电结构，以解决传统输电线路补偿控制在无功潮流控制上的短缺、低压并联供电的逆功率运行和电磁环流等问题。

本发明技术方案：

一种基于ipfc的低压配电网多端联合供电结构，它包括供电馈线一和供电馈线二，供电馈线一和供电馈线二之间连接有双电源自动切换开关ats；供电馈线一上串联有一个耦合变压器，供电馈线二上并联有一个耦合变压器，线间潮流控制器ipfc连接在二个耦合变压器之间；线间潮流控制器ipfc与双电源自动切换开关ats并联连接。

线间潮流控制器ipfc由二个或二个以上的电压源型变流器vsc构成，电压源型变流器vsc由8个igbt和1个电容构成，构成四桥臂电路结构，其直流侧与并联电容相互连接，交流侧通过耦合变压器连接在供电馈线变压器低压侧。

电压源型变流器vsc的每一个输入端都串联有一个电感；通过耦合变压器连接在供电馈线变压器的低压侧。

本发明的有益效果：

本发明ipfc通过耦合变压器一端串联，另一端并联在10kv馈线变压器的低压侧，并与两个低压配电柜之间的双电源自动切换开关（automatictransferswitch，ats）并联，当线路正常工作时，ats处于断开状态，每个变流器可以为各自控制的线路提供串联补偿，通过对线路有功功率的平衡疏通减少过负荷线路的负担，优化两台配电变压器之间的负载率，补偿线路的阻性压降和相应的无功功率需求，以实现两台配电变压器的经济运行；当其中的一条线路或其中的一个换流器出现故障时，ats投运，其所带负荷由另一侧配电变压器自动切换供电，vsc通过调节控制，平衡线路间的功率，实现环网运行。

本发明具有以下特点：

1、当供电线路正常工作时，ipfc通过对线路有功功率的平衡疏通减少过负荷线路的负担，补偿线路的阻性压降和相应的无功功率需求，避免出现逆功率。

2、当供电线路正常工作时，ipfc可以与被控线路进行有功功率的交换，利用轻载线路的容量传送重负荷线路的有功功率。增加线路传输功率的能力，提高可控性。

3、当供电线路发生故障，双电源自动切换开关投入使用，ipfc可以均衡两路负载率，避免出现电磁环流和因线路参数不匹配带来的供电不稳定性问题。

4、低压供电系统多采用三相四线制的供电方式，vsc采用四桥臂式的电路结构，通过检测零序电流实现对三相不平衡问题进行补偿；可以单独控制零线电流，易于实现对零线电流的补偿。

解决了传统输电线路补偿控制在无功潮流控制上的短缺、低压并联供电的逆功率运行和电磁环流等问题。

附图说明：

图1本发明的结构示意图；

图2是电压源型变流器vsc的结构示意图；

图3是实施例基于ipfc的低压配电网联合三回路接法的结构示意图。

具体实施方式：

一种基于ipfc的低压配电网多端联合供电结构，它包括供电馈线一和供电馈线二，供电馈线一和供电馈线二之间连接有双电源自动切换开关ats；供电馈线一上串联有一个耦合变压器，供电馈线二上并联有一个耦合变压器，线间潮流控制器ipfc连接在二个耦合变压器之间；线间潮流控制器ipfc与双电源自动切换开关ats并联连接。

线间潮流控制器ipfc由二个或二个以上的电压源型变流器vsc构成，电压源型变流器vsc（见图2）由8个igbt和1个电容构成，构成四桥臂电路结构，其直流侧与并联电容相互连接，交流侧通过耦合变压器连接在供电馈线变压器低压侧。

电压源型变流器vsc的每一个输入端都串联有一个电感；通过耦合变压器连接在供电馈线变压器的低压侧。

实施例1:

以二条10千伏馈线为例（见图1）；第一条10千伏馈线经过馈线变压器后，串联一个耦合变压器，将ipfc的交流侧通过耦合变压器连接在馈线变压器的低压侧；与馈线变压器串联；第二条10千伏馈线经过馈线变压器后，并联一个耦合变压器，将ipfc的交流侧通过耦合变压器连接在馈线变压器的低压侧，与馈线变压器并联；最终实现与ats并联连接；负荷通过开关连接在低压母线上。

实施例2：

对于多供电馈线，本发明以三组10kv馈线为例说明：

一种基于ipfc的低压配电网多端联合供电方式，具体是将线间潮流控制器ipfc应用在多路低压配电网供电上，采用不同的连接方式，一端串联，一端并联在多端供电回路间的三个vsc构成的ipfc，三个连接组别、容量，不同或相同的10kv馈线的配电变压器，三台连接在10kv馈线变压器低压侧的耦合变压器。

对于3个vsc构成的ipfc，该ipfc二端串联，一端并联在多端供电线路间。每个vsc由8个igbt和1个电容组成，构成四桥臂电路结构，其直流侧与并联电容相互连接，交流侧通过耦合变压器连接在10kv馈线变压器低压侧。

vsc的每一个进线端都连接一个电感，通过耦合变压器连接在10kv馈线变压器低压侧。

连接在多端供电线路间的ipfc与双电源自动切换开关（ats）并联，正常情况下，ats处于断开状态。

使用时，ipfc通过耦合变压器一端串联，另一端并联在10kv馈线变压器的低压侧，并与两个低压配电柜之间的双电源自动切换开关（automatictransferswitch，ats）并联，当线路正常工作时，ats处于断开状态，每个变流器可以为各自控制的线路提供串联补偿，通过对线路有功功率的平衡疏通减少过负荷线路的负担，优化两台配电变压器之间的负载率，补偿线路的阻性压降和相应的无功功率需求，以实现两台配电变压器的经济运行；当其中的一条线路或其中的一个换流器出现故障时，ats投运，其所带负荷由另一侧配电变压器自动切换供电，vsc通过调节控制，平衡线路间的功率，实现环网运行。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种基于IPFC的低压配电网多端联合供电结构，它包括供电馈线一和供电馈线二，供电馈线一和供电馈线二之间连接有双电源自动切换开关ATS；供电馈线一上串联有一个耦合变压器，供电馈线二上并联有一个耦合变压器，线间潮流控制器IPFC连接在二个耦合变压器之间；线间潮流控制器IPFC与双电源自动切换开关ATS并联连接；解决了传统输电线路补偿控制在无功潮流控制上的短缺、低压并联供电的逆功率运行和电磁环流等问题。

技术研发人员：谈竹奎;徐玉韬;徐长宝;肖永;林呈辉;桂军国;王冕;徐梅梅;顾威;刘斌;胡实
受保护的技术使用者：贵州电网有限责任公司电力科学研究院
技术研发日：2017.05.05
技术公布日：2017.07.18