一种统一潮流控制器的控制系统和统一潮流控制器的制作方法

本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种统一潮流控制器的控制系统和统一潮流控制器。

背景技术：

统一潮流控制器(UPFC)并联在电网中，是一种功能强大、特性优越的柔性交流输电系统(FACTS)。如图1所示，UPFC主要包括共用直接侧电容的两个变流器(并联侧变流器和串联侧变流器)以及两个变压器(并联侧变压器和串联侧变压器)，左侧的并联侧变流器，如STATCOM，可以有效地产生无功电流，补偿系统无功功率，维持节点的电压，但对输电线的电压补偿能力较弱，而右侧的串联侧变流器，如SSSC，可以有效地补偿输电线的电压，控制输电线的潮流，但对无功电流的补偿能力不强，将两个装置综合起来，既有很强的补偿电压能力，又有很强的补偿无功功率的能力。此外，UPFC还包括对变流器进行通断控制的控制系统。虽然没有具体图示，但控制系统通常会包括保护单元、控制单元和阀基控制单元，其中阀基控制单元用于接收解闭锁指令以控制变流器解闭锁，保护单元通过设置在UPFC各处的传感器监控UPFC的工作状态，并在发生故障时通知控制单元，控制单元则负责发送解闭锁指令到阀基控制单元。

大多数UPFC控制系统中的保护单元和控制单元是一体的，可靠性和灵活性不足；在有些系统中虽然保护单元和控制单元是分立的，但是保护单元检测到故障时需要通过控制单元闭锁，同样是可靠性不足的。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于如何提高UPFC系统的可靠性。

为此，本发明实施例提供了一种统一潮流控制器的控制系统，用于对所述统一潮流控制器的变流器进行通断控制，包括：控制单元，用于当对输电线路进行补偿时，发送解锁指令；当检测到自身故障时，发送第一闭锁指令；保护单元，用于当检测到所述统一潮流控制器发生故障时，发送第二闭锁指令；阀基控制单元，与所述保护单元和控制单元连接，用于在接收到所述第一闭锁指令或所述第二闭锁指令时，通过关闭所述统一潮流控制器的变流器阀来关闭所述变流器；在仅接收到所述解锁指令时，通过打开所述变流器阀来开通所述变流器；在同时接收到闭锁指令和解锁指令时，通过关闭所述变流器阀来关闭所述变流器。

可选的，所述保护单元包括第一保护单元和第二保护单元，且当其中一个保护单元处于工作状态时，另一保护单元切换至备用状态，当其中一个保护单元发生故障时，另一个保护单元切换至工作状态。

可选的，所述阀基控制单元包括第一阀基控制单元和第二阀基控制单元，所述第一保护单元分别与所述第一阀基控制单元和第二阀基控制单元连接，所述第二保护单元分别与所述第一阀基控制单元和第二阀基控制单元连接，所述第一阀基控制单元和第二阀基控制单元都与所述变流器阀连接。

可选的，所述控制单元包括第一控制单元和第二控制单元，所述第一控制单元和第二控制单元互相连接，用于获取对方的状态信息，且当其中一个控制单元处于工作状态时，另一控制单元切换至备用状态，当其中一个控制单元发生故障时，另一个控制单元切换至工作状态。

可选的，所述控制单元是并联侧控制单元或串联侧控制单元。

本发明实施例还提供了一种统一潮流控制器，与输电线路并联，包括：并联侧变压器，其一端与所述输电线路连接；并联测变流器，其一端与所述并联侧变压器的另一端连接；并联测变流器阀，其一端与所述并联侧变流器的另一端连接，用于控制所述并联侧变流器的关断；并联侧控制系统，与所述并联测变流器阀的另一端连接，所述并联侧控制系统包括：并联侧控制单元，用于当对输电线路进行无功电流补偿时，发送第一解锁指令，当检测到自身故障时，发送第一闭锁指令；并联侧保护单元，用于当检测到所述统一潮流控制器发生故障时，发送第二闭锁指令；并联侧阀基控制单元，与所述并联侧保护单元和并联侧控制单元连接，用于在接收到所述第一闭锁指令和/或所述第二闭锁指令时，关闭所述并联侧变流器阀；在仅接收到所述第一解锁指令时，打开所述并联侧变流器阀；在同时接收到所述第一闭锁指令和/或第二闭锁指令和所述第一解锁指令时，关闭所述并联侧变流器阀；串联侧变压器，其一端与所述输电线路连接；串联测变流器，其一端与所述串联侧变压器的另一端连接；串联测变流器阀，其一端与所述串联侧变流器的另一端连接，用于控制所述串联侧变流器的关断；串联侧控制系统，与所述串联测变流器阀的另一端连接，所述串联侧控制系统包括：串联侧控制单元，用于当对输电线路进行电压补偿时，发送第二解锁指令，当检测到自身故障时，发送第三闭锁指令；串联侧保护单元，用于当检测到所述统一潮流控制器发生故障时，发送第四闭锁指令；串联侧阀基控制单元，与所述串联侧控制单元和串联侧保护单元连接，用于在接收到所述第三闭锁指令或第四闭锁指令时，关闭所述串联侧变流器阀；在仅接收到所述第二解锁指令时，打开所述串联侧变流器阀；在同时接收到所述第三闭锁指令和/或第四闭锁指令和所述第二解锁指令时，关闭所述串联侧变流器阀；其中，所述并联侧保护单元与所述串联侧保护单元互相连接，用于在其中一方检测到所述故障时，向另一方发送闭锁指令。

可选的，所述并联侧保护单元包括第一并联侧保护单元和第二并联侧保护单元，所述并联侧阀基控制单元包括第一并联侧阀基控制单元和第二并联侧阀基控制单元，所述第一并联侧保护单元分别与所述第一并联侧阀基控制单元和第二并联侧阀基控制单元连接，所述第二并联侧保护单元分别与所述第一并联侧阀基控制单元和第二并联侧阀基控制单元连接，所述第一并联侧阀基控制单元和第二并联侧阀基控制单元都与所述并联侧变流器阀连接；所述串联侧保护单元包括第一串联侧保护单元和第二串联侧保护单元，所述串联侧阀基控制单元包括第一串联侧阀基控制单元和第二串联侧阀基控制单元，所述第一串联侧保护单元分别与所述第一串联侧阀基控制单元和第二串联侧阀基控制单元连接，所述第二串联侧保护单元分别与所述第一串联侧阀基控制单元和第二串联侧阀基控制单元连接，所述第一串联侧阀基控制单元和第二串联侧阀基控制单元都与所述串联侧变流器阀连接。

可选的，所述并联侧控制单元包括第一并联侧控制单元和第二并联侧控制单元，所述第一并联侧控制单元串联在所述第一并联侧保护单元和第一并联侧阀基控制单元之间，所述第二并联侧控制单元串联在所述第二并联侧保护单元和第二并联侧阀基控制单元之间；所述串联侧控制单元包括第一串联侧控制单元和第二串联侧控制单元，所述第一串联侧控制单元串联在所述第一串联侧保护单元和第一串联侧阀基控制单元之间，所述第二串联侧控制单元串联在所述第二串联侧保护单元和第二串联侧阀基控制单元之间；其中，所述第一并联侧控制单元分别与所述第一串联侧控制单元和第二串联侧控制单元连接，所述第二并联侧控制单元分别与所述第一串联侧控制单元和第二串联侧控制单元连接，用于使任意一个所述控制单元能够向对侧的所述控制单元发送闭锁指令。

可选的，所述第一并联侧控制单元和第二并联侧控制单元互相连接，所述第一串联侧控制单元和第二串联侧控制单元互相连接，用于获取对方的状态信息，且当其中一个控制单元处于工作状态时，另一控制单元切换至备用状态，当其中一个控制单元发生故障时，另一控制单元切换至工作状态。

本发明实施例的统一潮流控制器的控制系统和统一潮流控制器，通过使保护单元在检测到故障时，不经过控制单元，直接发送闭锁指令到阀基控制单元，使得即便在控制单元发生故障时也能完成闭锁，从而提高了系统的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的一种统一潮流控制器的结构示意图；

图2为本发明实施例的一种统一潮流控制器的控制系统的结构示意图；

图3为本发明实施例的一种统一潮流控制器的结构示意图；

图4为本发明实施例的另一种统一潮流控制器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细描述。

如图2所示，本发明实施例提供了一种统一潮流控制器的控制系统1，用于对统一潮流控制器的变流器进行通断控制，包括：

控制单元1A，用于当对输电线路进行补偿时，发送解锁指令；当检测到自身故障时，发送第一闭锁指令；

保护单元1B，用于当检测到统一潮流控制器发生故障时，发送第二闭锁指令；

阀基控制单元1C，与该保护单元和控制单元连接，用于在接收到该第一闭锁指令或所述第二闭锁指令时，通过关闭所述统一潮流控制器的变流器阀3A来关闭所述变流器；在仅接收到所述解锁指令时，通过打开所述变流器阀来开通所述变流器；在同时接收到闭锁指令和解锁指令时，通过关闭所述变流器阀来关闭所述变流器。

本发明实施例的统一潮流控制器的控制系统，通过使保护单元在检测到故障时，不经过控制单元，直接发送闭锁指令到阀基控制单元，使得即便在控制单元发生故障时也能完成闭锁，从而提高了系统的可靠性。

优选的，所述保护单元包括第一保护单元和第二保护单元，且当其中一个保护单元处于工作状态时，另一保护单元切换至备用状态，当其中一个保护单元发生故障时，另一个保护单元切换至工作状态，由此提高了保护单元的可靠性。

为了进一步提高可靠性，优选的，所述阀基控制单元包括第一阀基控制单元和第二阀基控制单元，所述第一保护单元分别与所述第一阀基控制单元和第二阀基控制单元连接，所述第二保护单元分别与所述第一阀基控制单元和第二阀基控制单元连接，所述第一阀基控制单元和第二阀基控制单元都与所述变流器阀连接，由此阀基控制单元的可靠性得到提高。

为了进一步提高可靠性，优选的，所述控制单元包括第一控制单元和第二控制单元，所述第一控制单元和第二控制单元互相连接，用于获取对方的状态信息，且当其中一个控制单元处于工作状态时，另一控制单元切换至备用状态，当其中一个控制单元发生故障时，另一个控制单元切换至工作状态，由此控制单元的可靠性得到提高。

可选的，所述控制单元是并联侧控制单元或串联侧控制单元。当该控制单元是并联侧控制单元，其主要用于对输电线路进行无功电流补偿；当当该控制单元是串联侧控制单元，其主要用于对输电线路进行电压补偿。

如图3所示，本发明实施例提供了一种统一潮流控制器，与输电线路并联，线路输入点电压为U1，输出点电压为Uc，具体包括：

并联侧变压器41，其一端与所述输电线路连接；

并联测变流器40，其一端与所述并联侧变压器的另一端连接；

并联测变流器阀31，其一端与所述并联侧变流器的另一端连接，用于控制所述并联侧变流器的关断；

并联侧控制系统10，与所述并联测变流器阀的另一端连接，所述并联侧控制系统包括：

并联侧控制单元13，用于当对输电线路进行无功电流补偿时，发送第一解锁指令，当检测到自身故障时，发送第一闭锁指令；

并联侧保护单元11，用于当检测到所述统一潮流控制器发生故障时，发送第二闭锁指令；

并联侧阀基控制单元12，与所述并联侧保护单元和并联侧控制单元连接，用于在接收到所述第一闭锁指令和/或所述第二闭锁指令时，关闭所述并联侧变流器阀；在仅接收到所述第一解锁指令时，打开所述并联侧变流器阀；在同时接收到所述第一闭锁指令和/或第二闭锁指令和所述第一解锁指令时，关闭所述并联侧变流器阀；

串联侧变压器51，其一端与所述输电线路连接；

串联测变流器50，其一端与所述串联侧变压器的另一端连接；

串联测变流器阀32，其一端与所述串联侧变流器的另一端连接，用于控制所述串联侧变流器的关断，并联测变流器阀31和串联测变流器阀32共同构成变流器阀单元30；

串联侧控制系统20，与所述串联测变流器阀的另一端连接，所述串联侧控制系统包括：

串联侧控制单元23，用于当对输电线路进行电压补偿时，发送第二解锁指令，当检测到自身故障时，发送第三闭锁指令；

串联侧保护单元21，用于当检测到所述统一潮流控制器发生故障时，发送第四闭锁指令；

串联侧阀基控制单元22，与所述串联侧控制单元和串联侧保护单元连接，用于在接收到所述第三闭锁指令或第四闭锁指令时，关闭所述串联侧变流器阀；在仅接收到所述第二解锁指令时，打开所述串联侧变流器阀；在同时接收到所述第三闭锁指令和/或第四闭锁指令和所述第二解锁指令时，关闭所述串联侧变流器阀；

其中，所述并联侧保护单元与所述串联侧保护单元互相连接，用于在其中一方检测到所述故障时，向另一方发送闭锁指令。

类似的，本发明实施例的统一潮流控制器，也通过使保护单元在检测到故障时，不经过控制单元，直接发送闭锁指令到阀基控制单元，使得即便在控制单元发生故障时也能完成闭锁，从而提高了系统的可靠性；此外通过并联侧保护单元与串联侧保护单元的互连，进一步提高了可靠性。

进一步的，该统一潮流控制器的并联侧还可以包括并联侧闸42，设置在并联侧变压器41和输电线路的输入点之间，该并联侧闸42与并联侧保护单元11相连，并受该并联侧保护单元的控制而通断。

进一步的，该统一潮流控制器的串联侧还可以包括串联侧第一闸55，其受串联侧保护单元控制，其断开可以导致输电线路的断开。

进一步的，该统一潮流控制器的串联侧变压器51可以是晶闸管控制变压器，起到静止无功补偿的作用，具体包括阀基电子设备单元54、晶闸管53和并联侧第二闸52，其中，阀基电子设备单元54分别与串联侧阀基控制单元22和晶闸管53的控制极连接，并联侧第二闸52并联在晶闸管53的阴极和阳极之间，且该并联侧第二闸52受串联侧保护单元21的控制，晶闸管53安装在串联侧变压器51的二次侧。

如图4所示，本发明实施例提供了另一种统一潮流控制器，是在图3所示实施例的基础上进行的改进，相同部分不再赘述，其进一步包括：

并联侧控制系统10具体包括：第一并联侧保护单元11A和第二并联侧保护单元11B，第一并联侧控制单元13A和第二并联侧控制单元13B，第一并联侧阀基控制单元12A和第二并联侧阀基控制单元12B；其中，所述第一并联侧保护单元分别与所述第一并联侧阀基控制单元和第二并联侧阀基控制单元连接，所述第二并联侧保护单元分别与所述第一并联侧阀基控制单元和第二并联侧阀基控制单元连接，所述第一并联侧阀基控制单元和第二并联侧阀基控制单元都与所述并联侧变流器阀连接；

串联侧控制系统20具体包括：第一串联侧保护单元21A和第二串联侧保护单元21B，第一串联侧控制单元23A和第二串联侧控制单元23B，第一串联侧阀基控制单元22A和第二串联侧阀基控制单元2B；其中，所述第一串联侧保护单元分别与所述第一串联侧阀基控制单元和第二串联侧阀基控制单元连接，所述第二串联侧保护单元分别与所述第一串联侧阀基控制单元和第二串联侧阀基控制单元连接，所述第一串联侧阀基控制单元和第二串联侧阀基控制单元都与所述串联侧变流器阀连接。

可选的，所述第一并联侧控制单元串联在所述第一并联侧保护单元和第一并联侧阀基控制单元之间，所述第二并联侧控制单元串联在所述第二并联侧保护单元和第二并联侧阀基控制单元之间。

可选的，所述第一串联侧控制单元串联在所述第一串联侧保护单元和第一串联侧阀基控制单元之间，所述第二串联侧控制单元串联在所述第二串联侧保护单元和第二串联侧阀基控制单元之间。

可选的，所述第一并联侧控制单元分别与所述第一串联侧控制单元和第二串联侧控制单元连接，所述第二并联侧控制单元分别与所述第一串联侧控制单元和第二串联侧控制单元连接，用于使任意一个所述控制单元能够向对侧的所述控制单元发送闭锁指令。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。