一种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。
【发明内容】
[0005]为了满足现有技术的需要，本发明提供了一种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电抗器单元、电容器单元、第一换流器、第二换流器、串联变压器和并联变压器；
[0008]所述电抗器单元和电容器单元串联接入输电线路中；所述电抗器单元包括一个电抗器或者串联的多个电抗器，所述电抗器上并联有第一开关装置;所述电容器单元包括一个电容器或者由多个电容器串联和并联形成的电容器组，所述电容器上并联有第二开关装置；
[0009]所述第一换流器与第二换流器连接，该第一换流器的另一端接入所述串联变压器，该第二换流器的另一端接入所述并联变压器；
[0010]所述串联变压器的另一侧绕组与所述输电线路连接，该另一侧绕组上并联第三开关装置。
[0011 ]本发明提供的一个优选实施例为:
[0012]所述第二换流器上并联第四开关装置;所述第三开关装置与第四开关装置互为备用装置，当第三开关装置和第四开关装置中任一开关装置发生拒动时，另一开关装置动作。
[0013]本发明提供的一个优选实施例为:
[0014]所述第一开关装置、第二开关装置、第三开关装置和第四开关装置包括机械开关或者电力电子开关。
[0015]本发明提供的一个优选实施例为:所述第一开关装置、第二开关装置、第三开关装置和第四开关装置均包括机械开关和电力电子开关，该机械开关和电力电子开关并联。
[0016]本发明提供的一个优选实施例为:所述电力电子开关包括反并联的两个晶闸管。
[0017]本发明提供的一个优选实施例为:所述电力电子开关包括全控型电力电子器件，该全控型电力电子器件采用IGBT、GT0、IGCT和SIC中任一种。
[0018]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采用H桥级联型换流器、MMC型换流器、二极管钳位型换流器和飞跨电容型换流器中任一种。
[0019 ]本发明提供的一个优选实施例为:所述统一潮流控制器的工作模式包括容性偏移补偿模式和感性偏移补偿模式；
[0020]当第一开关装置闭合，第二开关装置和第三开关装置断开时，统一潮流控制器工作于容性偏移补偿模式；
[0021]当第二开关装置闭合，第一开关装置和第三开关装置断开时，统一潮流控制器工作于感性偏移补偿模式。
[0022]本发明提供的一个优选实施例为:
[0023]当所述统一潮流控制器工作于容性偏移补偿模式时，所述电容器单元提供一个正向偏移的稳态运行工作点，所述换流器提供动态工作范围；通过调整电容器单元中电容器的电容值或者串并联数量，调节所述稳态运行工作点；
[0024]当所述统一潮流控制器工作于感性偏移补偿模式时，所述电抗器单元提供一个反向偏移的稳态运行工作点，所述换流器提供动态工作范围；通过调整电抗器单元中电抗器的电抗值、绕组抽头或者串联数量，调节所述稳态运行工作点。
[0025]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固定容性偏移结构和固定感性偏移结构。
[0026]本发明提供的一个优选实施例为:
[0027]所述统一潮流控制器为固定容性偏移结构时:包括电容器单元、第一换流器、第二换流器、串联变压器和并联变压器；
[0028]所述电容器单元串联接入输电线路中；所述电容器单元包括一个电容器或者由多个电容器串联和并联形成的电容器组，所述电容器上并联有第二开关装置；
[0029]所述第一换流器与第二换流器连接，该第一换流器的另一端接入所述串联变压器，该第二换流器的另一端接入所述并联变压器；
[0030]所述串联变压器的另一侧绕组与所述输电线路连接，该另一侧绕组上并联第三开关装置。
[0031 ]本发明提供的一个优选实施例为:
[0032]所述统一潮流控制器为固定感性偏移结构时:包括电抗器单元、第一换流器、第二换流器、串联变压器和并联变压器；
[0033]所述电抗器单元串联接入输电线路中；所述电抗器单元包括一个电抗器或者串联的多个电抗器，所述电抗器上并联有第一开关装置；
[0034]所述第一换流器与第二换流器连接，该第一换流器的另一端接入所述串联变压器，该第二换流器的另一端接入所述并联变压器；
[0035]所述串联变压器的另一侧绕组与所述输电线路连接，该另一侧绕组上并联第三开关装置。
[0036]与最接近的现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0037]1、本发明提供的一种混合型统一潮流控制器，能够实现容性、感性双向补偿，补偿模式可以根据系统需求迅速切换；
[0038]2、本发明提供的一种混合型统一潮流控制器，将电抗器、电容器和全控型电力电子换流器相结合，仅需较小的换流器容量即可实现大范围的容性补偿和感性补偿；
[0039]3、本发明提供的一种混合型统一潮流控制器，通过开关装置的配置能够在不同运行工况下有效保护混合型统一潮流控制器；
[0040]4、本发明提供的一种混合型统一潮流控制器，能够显著降低换流器所需容量，节约成本，同时具备限流的功能。
【附图说明】
[0041]图1:本发明实施例中一种混合型统一潮流控制器结构示意图；
[0042]图2:本发明实施例中另一种混合型统一潮流控制器结构示意图；
[0043]图3:本发明实施例中采用晶闸管开关和机械开关的混合型统一潮流控制器结构示意图；
[0044]图4:本发明实施例中容性补偿的等值电路图；