一种静止同步串联补偿装置及其控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及输电控制领域，具体设及一种静止同步串联补偿装置及其控制方法。
【背景技术】
[0002] 静止同步串联补偿器（SSSC，StaticSync虹onousSeriesCompensator)采用基 于可关断器件的电压源换流技术，可W等效为一个串联在线路中的同步电压源，通过注入 一个与线路电流正交、幅值可控的电压源来改变输电线路的等效阻抗，从而控制线路潮流。 如图1所示，该静止同步串联补偿装置通过一个独立的直流电容提供直流电压支撑。
[0003] 如果SSSC装置直流侧接入储能单元，则SSSC装置还可W在线路有功功率不足时 给线路提供有功功率，成为串联在线路中的静止发电机。当系统有功功率过剩时，SSSC装置 也可W吸收有功功率，将电能储存在直流侧的储能单元中。所W如果SSSC装置直流侧接入 储能单元，SSSC装置不仅可W用于调节线路的电压，还能够具有一定的调节系统频率的作 用。此外，在高电压的输电线中，通常只考虑线路的电抗而忽略线路的电阻，该是因为在高 压输电线上线路电抗与电阻的比值较大。但当线路中线路总电抗减小后，输电线路总电抗 与电阻的比值就大大减小，电抗电阻比越大线路传输能力越强，电抗电阻比小时线路传输 能力也会较弱。而直流侧采用储能单元的SSSC装置不仅能够补偿线路电抗，还可W补偿线 路电阻，因此可W控制SSSC使线路电抗电阻比尽量大，从而大大提高线路的传输能力。如 图2所示，该基于储能单元的静止同步串联补偿装置的传统结构，采用辅助整流器向储能 单元充电，增加了系统的复杂程度，也提高了成本。
[0004] 综上，需要提供一种新型静止同步串联补偿装置，能够向输电线路提供有功功率， 并维持输电线路的阻抗与电阻高比值W提高其功效。
【发明内容】
[0005] 为了满足现有技术的需要，本发明提供了一种静止同步串联补偿装置及其控制方 法。
[0006] 第一方面，本发明中静止同步串联补偿装置的技术方案是：
[0007] 所述装置包括升压变压器、滤波器、变换器、储能单元、旁路开关和隔离开关；
[000引所述升压变压器的初级绕组串联在两个电网之间的一相输电线上，次级绕组与所 述滤波器连接；所述初级绕组与每个电网之间的输电线上均串联有一个所述隔离开关；
[0009] 所述旁路开关的数目为=，分别并联在所述升压变压器的两端；
[0010] 所述变换器连接于所述储能单元与滤波器之间。
[0011] 优选的，所述滤波器包括第一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支路均由电感和电容串联组成；
[0012] 所述升压变压器包括第一升压变压器、第二升压变压器和第=升压变压器。
[0013] 优选的，所述第一升压变压器中次级绕组的一端连接于所述第一LC支路中电感 和电容之间，次级绕组的另一端与所述电容的另一端连接，所述电感与变换器相连；
[0014] 所述第二升压变压器中次级绕组的一端连接于所述第二LC支路中电感和电容之 间，次级绕组的另一端与所述电容的另一端连接，所述电感与变换器相连；
[0015] 所述第S升压变压器中次级绕组的一端连接于所述第SLC支路中电感和电容之 间，次级绕组的另一端与所述电容的另一端连接，所述电感与变换器相连。
[0016] 优选的，所述变换器为电压源型变换器；
[0017] 优选的，所述储能单元的两端并联有直流电容，所述直流电容与储能单元之间串 联接入一个断路器；
[0018] 所述直流电容两端并联一个由开关管和电阻组成的串联支路；
[0019] 第二方面，本发明中静止同步串联补偿装置的控制方法的技术方案是；
[0020] 所述方法包括判断所述装置的工作状态，依据所述工作状态选取控制策略；所述 工作状态包括待机模式、充电模式和调节模式；
[0021] 优选的，当所述装置发生故障或者需要检修时，所述装置处于待机模式，其控制策 略包括：
[0022] 步骤11 ;将所述装置的旁路开关闭合；
[0023] 步骤12;将所述装置的隔离开关全部断开；
[0024] 步骤13 ;将所述装置的变换器闭锁；
[0025] 步骤14 ;将所述装置中并联在直流电容两端的开关管导通，所述直流电容通过电 阻放电；
[0026] 步骤15 ;将所述装置的断路器断开；
[0027] 优选的，当所述装置中的储能单元需要充电时，所述装置处于充电模式，其控制策 略包括：
[002引步骤21 ;将所述装置的旁路开关断开；
[0029] 步骤22;将所述装置的隔离开关全部闭合；
[0030] 步骤23;将所述装置的变换器调整为整流状态，将交流电转换为直流电；
[0031] 步骤24;将所述装置中并联在直流电容两端的开关管断开；
[0032] 步骤25;将所述装置的断路器闭合，所述储能单元进入充电状态；
[0033] 优选的，当需要控制电网之间的线路潮流时，所述装置处于调节模式，其控制策略 包括：
[0034] 步骤31;将所述装置的旁路开关断开；
[003引步骤32 ;将所述装置的隔离开关全部闭合；
[0036] 步骤33;将所述装置的变换器调整为逆变状态，将直流电转换为交流电；
[0037] 步骤34;将所述装置中并联在直流电容两端的开关管断开；
[003引步骤35 ;当所述装置的储能单元需要吸收有功功率时，断路器闭合；当所述装置 的储能单元需要释放有功功率时，所述断路器断开。
[0039] 与最接近的现有技术相比，本发明的优异效果是：
[0040] 本发明提供的一种静止同步串联补偿装置，通过引入储能单元，可向线路提供有 功功率，并能够维持线路电抗与电阻狂t/R)高比值，扩大了装置功效；提出的电路拓扑节省 了辅助整流器，简化了结构，降低了占地面积和成本；充电模式与调节模式时的变换器采用 相同的控制策略，优化了控制方法，提高了装置的可靠性。
【附图说明】
[0041] 下面结合附图对本发明进一步说明。
[0042] 图1 ;静止同步串联补偿装置结构示意图；
[0043] 图2 ;基于储能单元的静止同步串联补偿装置结构图示意图；
[0044] 图3 ;本发明实施例中一种静止同步串联补偿装置结构示意图；
[0045] 图4;本发明实施例中待机模式控制示意图；
[0046] 图5 ;本发明实施例中充电模式控制示意图；
[0047] 图6 ;本发明实施例中充电模式时静止同步串联补偿装置输出电压计算示意图；
[0048] 图7 ;本发明实施例中充电模式时变换器的控制示意图；
[0049] 图8 ;本发明实施例中调节模式控制示意图。
【具体实施方式】
[0050] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0化1] 本发明提供的一种静止同步串联补偿装置，通过增加储能单元可W向输电线路提 供有功功率，并能够维持线路电抗与电阻的高比值，扩大该装置的功效，同时充电模式和调 节模式时变换器采用相同的控制策略，优化了该装置的控制方法，提高了装置的可靠性。 [0052] 本发明中静止同步串联补偿装置的具体实施例如图3所示，具体为：
[0化3] 该装置包括升压变压器、滤波器、变换器、储能单元、旁路开关和隔离开关。
[0化4] 升压变压器的初级绕组串联在两个电网之间的一相输电线上，其次级绕组与滤波 器连接；初级绕组与每个电网之间的输电线上均串联有一个隔离开关。旁路开关CB的数目 也为=，分别并联在升压变压器的两端；变换器连接于储能单元与滤波器之间。储能单元的 两端并联有直流电容C，直流电容C与储能单元之间串联接入一个断路器QF;直流电容C两 端并联一个由开关管I和电阻R组成的串联支路。
[0化5] 本实施例中变换器为电压源型变换器，升压变压器包括第一升压变压器、第二升 压变压器和第=升压变压器，如图3所示，升压变压器包括第一升压变压器T。、第二升压变 压器Tb和第=升压变压器TC。
[0化6] ①：第一升压变压器L中初级绕组的一端通过隔离开关QS1与电网A连接，另一端 通过隔离开关QS2与电网B连接。
[0化7] ②：第二升压变压器Tb中初级绕组的一端通过隔离开关QS3与电网A连接，另一端 通过隔离开关QS4与电网B连接。
[0化引⑨：第S升压变压器T。中初级绕组的一端通过隔离开关QSg与电网A连接，另一端 通