一种分布式同步串联补偿器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电力系统潮流控制领域的系统，具体讲涉及一种分布式同步串联补偿器。
【背景技术】
[0002]灵活交流输电系统(FlexibleAC transmiss1n system,FACTS)为了达到将系统内潮流按照最优的方式分配到网络内各条线路上的目的，通常需要加装各种补偿装置，如晶闸管控制串联电容器(TCSC)、静止同步补偿器(STATC0M)、静止同步串联补偿器(SSSC)、统一潮流控制器(UPFC)等。这些FACTS装置要么串联于输电线路中，要么并联于母线上，通过改变被串联线路阻抗或母线电压，达到控制线路潮流的目的。
[0003]上述传统类型FACTS补偿装置有一个共同的特点，就是集中式补偿，在线路上选取一个点加装补偿设备，该类补偿装置容量大、结构复杂占地面积大、保护控制复杂。高昂的制造安装成本和较高的运行维护技术要求制约了它们在电力系统中的推广应用，起不到控制整个电力网络潮流的目的。
[0004]分布式同步串联补偿器(Distributedsynchronous series compensator,DSSC)由于成本低、体积小且不占用土地，可大量分布安装于电力网络内的各条线路上。由主控制室对所有的补偿器进行协调，即可对整个电力网络的潮流进行有效地控制。DSSC补偿容量小、结构简单，对大功率电力电子器件的要求不高，且控制算法简单可靠。自带旁路保护功能，当某个补偿器故障无法工作时自动保护旁路即可，不影响线路上其它补偿器的正常运行。
[0005]因此，需要提供一种改进的分布式同步串联补偿器。
【发明内容】
[0006]为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种分布式同步串联补偿器。
[0007]实现上述目的所采用的解决方案为:
[0008]一种分布式同步串联补偿器，其改进之处在于:所述补偿器包括补偿模块、控制模块和通信模块；
[0009]所述补偿模块包括耦合变压器、单相全桥逆变器、直流储能电容、电抗器和旁路开关;
[0010]所述控制模块包括控制电路和电源电路；
[0011]所述通信模块包括无线通信组件和GPS组件。
[0012]进一步的，所述控制电路包括线路电流采集互感器、PLL锁相、SPffM控制器和大功率器件驱动；
[0013]所述电源电路包括整流滤波电路、稳压电路和电能分配电路；
[0014]所述耦合变压器接入输电线路，所述旁路开关并联在耦合变压器二次侧两端，所述旁路开关两端一段通过电抗器连接单相全桥逆变器，一端直接连接单相全桥逆变器；所述单相全桥逆变器并联直流储能电容；
[0015]所述无线通信组件用于所述补偿器与主控制室信息交换，所述GPS组件为所述补偿器提供时间基准。
[0016]进一步的，所述旁路开关包括反并联晶闸管与机械开关并联；
[0017]当旁路开关合闸时，触发所述反并联晶闸管后闭合所述机械开关，待所述机械开关完全闭合后所述反并联晶闸管停止触发；
[0018]当旁路开关分闸时，触发所述反并联晶闸管后断开所述机械开关，待所述机械开关完全分开后所述反并联晶闸管停止触发。
[0019]进一步的，所述补偿器的电压同步方法包括以下步骤:
[0020]1、确定频率50Hz正弦波和三角载波，计算在固定调制度下正弦脉宽调制SPffM各点脉冲时间长度并存储于SPffM控制器中；
[0021]I1、PLL锁相模块获得电网基波的实时周期与50Hz正弦波周期相比得到系数k ；
[0022]II1、根据所述系数k对各点触发脉冲的时间长度进行修正。
[0023]进一步的，所述直流储能电流并联保护元件，所述保护元件包括串联的功率电阻和开关管，及串联的分压电阻一和分压电阻二 ；
[0024]串联的功率电阻和开关管及串联的分压电阻一和分压电阻二并联。
[0025]进一步的，确定所述直流储能电容的电压与参考电压的误差，所述误差经过PI控制器积分放大后输出所述单相全桥逆变器交流侧正弦电压的相位修正角，将所述相位修正角转换成时间长度，所述时间长度保证所述补偿器工作于电感或电容补偿特性时，带整流特性以维持所述直流储能电容的电压稳定。
[0026]进一步的，所述补偿器的相位控制方法包括:
[0027]所述补偿器的控制模块接收主控制室发送的动作指令，若所述指令为纯电感特性运行指令，在所述输电线路电流反向过零点延时四分之一电网当前周期，减去修正相位角时长后控制电路发出SPffM触发脉冲，将所述SPffM触发脉冲发送至所述单相全桥逆变器；
[0028]若所述指令为纯电容特性运行指令，在线路电流正向过零点延时四分之一电网当前周期，减去修正相位角时长后控制电路发出SPffM触发脉冲，将所述SPffM触发脉冲发送至所述单相全桥逆变器。
[0029]进一步的，当所述补偿器检测到输电线路电流异常增大后，所述旁路开关迅速合闸将耦合变压器二次侧旁路，避免感应的高电压损坏模块。
[0030]进一步的，若线路上所述补偿器需要退出补偿，在收到主控制室发来的退出补偿指令后旁路开关合闸，同时将所述单相全桥逆变器闭锁。
[0031]进一步的，所述补偿器利用绝缘子吊装于杆塔上，通过导线连接至杆塔两侧的输电线路。
[0032]进一步的，所述补偿器的电路板卡、电子组件工作时需要的电能，由取能电流互感器直接从输电线路获得。
[0033]进一步的，所述耦合变压器的一次绕组匝数采用硬导体，所述一次绕组一端安装测量互感器与取能互感器；二次绕组采用带绝缘外层的软导线；所述一次绕组和所述二次绕组采用绝缘材料固定；
[0034]电路板卡和所述通信模块采用金属外壳包装，安装与所述耦合变压器的互感器侦牝另一侧依次设有所述单相全桥逆变器、所述直流储能电容、所述电抗器和所述旁路开关;
[0035]所述补偿器在所述控制模块、所述补偿模块和所述通信模块的上方设有散热器。
[0036]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0037]1、本发明提供的分布式同步串联补偿器，能有效地调节输电线路的潮流，降低输电网络损耗和提高其供电可靠性。
[0038]2、不同于传统的FACTS装置，本发明提供的补偿器具有容量小、成本低的特点，适合工业化批量生产。
[0039]3、本发明提供的补偿器体积小、重量轻，直接安装在输电杆塔上，不占用土地。
[0040]4、本发明提供的补偿器日常使用免维护，单台补偿器故障不影响其他补偿器的正常工作，可靠性高。
[0041]5、本发明提供的补偿器自带保护功能，可防止高电压、大电流导致补偿器损坏。
[0042]6、本发明提供的补偿器的控制方法简单，单台单相全桥逆变器输出交流电压只有一个幅值，两种相位。
[0043]7、本发明提供的补偿器补偿模块包括电源电路，电源电路集成整流滤波电路和稳压电路，电能分配电路为各组件提供电能；工作时需要的电能利用取能电流互感器从输电线路直接获得，电路结构简单可靠。
[0044]8、本发明提供的补偿器包括无线通信和GPS模块，采用已有的无线通信(GPRS/CDMA)网络，系统集成和运行成本较低。
【附图说明】
[0045]图1为本实施例中分布式同步串联补偿器安装于输电线路示意图；
[0046]图2为本实施例中分布式同步串联补偿器安装于杆塔示意图；
[0047]图3为本实施例中阶梯式连续补偿示意图；
[0048]图4为本实施例中分布式同步串联补偿器的结构示意图；
[0049]图5为本实施例中补偿电压同步和相位控制流程图；