一种组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，具体涉及一种组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，本发明提供了一种组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、电容器单元和第一换流器串联后，与所述串联变压器的一侧绕组并联，所述串联变压器的另一侧绕组与输电线路连接，所述的另一侧绕组上并联有第三开关装置；
[0009]所述第一换流器通过所述第二换流器与所述并联变压器连接，该并联变压器的另一端接入输电线路中；
[0010]所述电抗器单元包括一个电抗器或串联的多个电抗器，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电容器组，所述电容器上并联有第二开关装置。
[0011]本发明提供的进一步优选实施例为:
[0012]所述第一开关装置、第二开关装置和第三开关装置采用机械开关或者电力电子开关;
[0013]所述电力电子开关包括反向并联的半控型电力电子器件，该半控型电力电子器件采用晶闸管;所述机械开关为隔离开关或者断路器。
[0014]本发明提供的进一步优选实施例为:
[0015]所述第一开关装置、第二开关装置和第三开关装置采用机械开关或者电力电子开关;
[0016]所述电力电子开关包括反向并联的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;所述机械开关为隔离开关或者断路器。
[0017]本发明提供的进一步优选实施例为:
[0018]所述第一开关装置、第二开关装置和第三开关装置包括并联的机械开关和电力电子开关；
[0019]所述电力电子开关包括反向并联的半控型电力电子器件，该半控型电力电子器件采用晶闸管;所述机械开关为隔离开关或者断路器。
[0020]本发明提供的进一步优选实施例为:
[0021]所述第一开关装置、第二开关装置和第三开关装置包括并联的机械开关和电力电子开关；
[0022]所述电力电子开关包括反向并联的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;所述机械开关为隔离开关或者断路器。
[0023]本发明提供的进一步优选实施例为:
[0024]所述换流器包括两电平换流器、三电平换流器、模块化多电平换流器、H桥级联型换流器、二极管钳位型换流器和飞跨电容型换流器中至少一种换流器。
[0025]本发明提供的进一步优选实施例为:
[0026]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补偿模式；电容器单元提供一个正向偏移的稳态运行工作点，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联和并联数量，调节所述稳态运行工作点；
[0027]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补偿模式；电抗器单元提供一个反向偏移的稳态运行工作点，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或者串联数量，调节所述稳态运行工作点；
[0028]当第一开关装置和第二开关装置闭合，第三开关装置断开时，统一潮流控制器工作于动态调节模式;换流器提供动态工作范围;通过调整换流器，连续调节所述稳态运行工作点处于容性工作区域或者处于感性工作区域。
[0029]本发明提供的进一步优选实施例为: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。
[0030]本发明提供的进一步优选实施例为:
[0031]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；
[0032]所述电容器单元和第一换流器串联后，与所述串联变压器的一侧绕组并联，所述串联变压器的另一侧绕组与输电线路连接，所述的另一侧绕组上并联有第三开关装置；
[0033]所述第一换流器通过所述第二换流器与所述并联变压器连接，该并联变压器的另一端接入输电线路中；
[0034]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电容器组，所述电容器上并联有第二开关装置。
[0035]本发明提供的进一步优选实施例为:
[0036]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；
[0037]所述电抗器单元和第一换流器串联后，与所述串联变压器的一侧绕组并联，所述串联变压器的另一侧绕组与输电线路连接，所述的另一侧绕组上并联有第三开关装置；
[0038]所述第一换流器通过所述第二换流器与所述并联变压器连接，该并联变压器的另一端接入输电线路中；
[0039]所述电抗器单元包括一个电抗器或串联的多个电抗器，所述电抗器上并联有第一开关装置。
[0040]与最接近的现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0041]1、本发明提供的一种组合型统一潮流控制器，通过投入不同的电抗器容量或者电容器容量，可以得到不同的稳态运行工作点，实现容性或感性双向补偿，使得该组合型统一潮流控制器在分级调节的同时实现动态调节，具有更大的动态调节范围；解决了现有统一潮流控制器不能连续大范围快速调节的问题，可以大幅提高或减小线路输送容量，阻尼线路功率或者电压振荡，降低装置成本。
[0042]2、本发明提供的一种组合型统一潮流控制器，可以减少电压源换流器的容量，降低电抗器和电容器的绝缘等级。通过第一开关装置和第二开关装置，可以分级调节输电线路的等效容抗，侧重于稳态控制;换流器可以提供连续快速双向的调节能力，侧重于动态控制。
【附图说明】
[0043]图1:本发明实施例中一种组合型统一潮流控制器结构示意图；
[0044]图2:本发明实施例中另一种组合型统一潮流控制器结构示意图
[0045]图3:本发明实施例中换流器的等效阻抗范围示意图；
[0046]图4:本发明实施例中容性补偿的等值电路图；
[0047]图5:本发明实施例中容性补偿的阻抗补偿域示意图；
[0048]图6:本发明实施例中容性补偿中装置侧补偿范围示意图；
[0049]图7:本发明实施例中感性补偿的等值电路图；
[0050]图8:本发明实施例中感性补偿的阻抗补偿域示意图；
[0051]图9:本发明实施例中感性补偿中装置侧补偿范围示意图；
[0052]图10:本发明实施例中动态补偿的等值电路图；
[0053]其中，101:电抗器单元；102:电容器单元；103:第一换流器；104:串联变压器；105:
第二换流器;106:并联变压器。
【具体实施方式】
[0054]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显