一種換流器的接線結(jié)構(gòu)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種換流器的接線結(jié)構(gòu)，包括第一換流器、雙母線、3/2斷路器接線支路、多斷路器接線支路、1個串聯(lián)變壓器和1條輸電線路，其中，3/2斷路器接線支路和多斷路器接線支路分別連接雙母線，串聯(lián)變壓器的換流器側(cè)繞組采用星型或角型接法與第一換流器相連，串聯(lián)變壓器的線路側(cè)繞組分別連接3/2斷路器接線支路和多斷路器接線支路中的任意節(jié)點，輸電線路連接3/2斷路器接線支路中不同于線路側(cè)繞組的另一個節(jié)點。此種結(jié)構(gòu)可靠性高，實現(xiàn)方式簡單靈活。本發(fā)明還公開一種針對前述換流器的接線結(jié)構(gòu)的控制方法。
【專利說明】
一種換流器的接線結(jié)構(gòu)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于柔性交流輸電領(lǐng)域，特別涉及一種換流器的接線結(jié)構(gòu)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)的設(shè)備可分為串聯(lián)補償裝置、并聯(lián)補償裝置和綜合控制裝置，其中，并聯(lián)補償裝置可以直接接入各種等級的電網(wǎng)中，而串聯(lián)補償裝置及綜合控制裝置由于一端需串聯(lián)接入電網(wǎng)，需綜合可靠性、靈活性及安全性，研究其接入方式。
[0003]串聯(lián)補償裝置和綜合控制裝置中，靜止同步串聯(lián)補償器(SSSC)、統(tǒng)一潮流控制器(UPFC)、線間潮流控制器(IPFC)和可轉(zhuǎn)換靜止補償器(CSC)都是可以提高系統(tǒng)輸電能力和調(diào)控能力的柔性輸電設(shè)備;還有一種統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器(UPQC)，可以改善線路的電能質(zhì)量。除靜止同步串聯(lián)補償器外，其他設(shè)備都有兩個換流器，且有相應(yīng)的變壓器完成隔離和變壓等功能。因為靜止同步串聯(lián)補償器一般作為其他裝置的一種附加運行方式，所以也可列入同類。
[0004]目前對這些串聯(lián)補償裝置或者綜合控制裝置的串聯(lián)補償端，均是直接接入電網(wǎng)運行。當需要退出時，通過串聯(lián)側(cè)的旁路開關(guān)將裝置旁路，并不能做到與電網(wǎng)完全隔離;甚至若旁路開關(guān)或串聯(lián)側(cè)出現(xiàn)問題，只能將輸電線路陪停，導致事故擴大。為了解決當前直接串聯(lián)接線結(jié)構(gòu)的不足，提高FACTS接入電網(wǎng)的可靠性及安全性，需要一種簡單靈活的、更適合工程應(yīng)用的換流器的接線結(jié)構(gòu)，本案由此產(chǎn)生。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的，在于提供一種換流器的接線結(jié)構(gòu)及其控制方法，其可靠性高，實現(xiàn)方式簡單靈活。
[0006]為了達成上述目的，本發(fā)明的解決方案是:
[0007]—種換流器的接線結(jié)構(gòu)，包括第一換流器、雙母線、3/2斷路器接線支路、多斷路器接線支路、I個串聯(lián)變壓器和I條輸電線路，其中，3/2斷路器接線支路和多斷路器接線支路分別連接雙母線，串聯(lián)變壓器的換流器側(cè)繞組采用星型或角型接法與第一換流器相連，串聯(lián)變壓器的線路側(cè)繞組分別連接3/2斷路器接線支路和多斷路器接線支路中的任意節(jié)點，輸電線路連接3/2斷路器接線支路中不同于線路側(cè)繞組的另一個節(jié)點。
[0008]上述串聯(lián)變壓器采用雙繞組或多繞組結(jié)構(gòu)。
[0009]上述接線結(jié)構(gòu)還連接有第二換流器，第二換流器與第一換流器背靠背連接，且第二換流器通過并聯(lián)變壓器連接至多斷路器接線支路的任意節(jié)點。
[0010]上述接線結(jié)構(gòu)還連接第二輸電線路，第二輸電線路連接3/2斷路器接線支路中與串聯(lián)變壓器的線路側(cè)繞組相同的節(jié)點。
[0011]上述串聯(lián)變壓器的線路側(cè)繞組還并聯(lián)有旁路裝置。
[0012]—種基于如前所述換流器的接線結(jié)構(gòu)的控制方法，包括如下內(nèi)容:一個換流器串聯(lián)接入線路運行時，3/2斷路器接線支路的控制方法是:將其中與雙母線相鄰的斷路器斷開，中間的斷路器合上；多斷路器接線支路的控制方法是:雙母線均正常時，多斷路器接線支路中所有斷路器均合上；當其中一條母線故障時，與其相鄰的斷路器斷開，其余斷路器均合上。
[0013]—個換流器退出運行時，多斷路器接線支路的控制方法是:將其中與串聯(lián)變壓器相鄰的兩個斷路器均斷開;3/2斷路器接線支路的控制方法是:雙母線均正常時，各輸電線路與其最近母線之間的斷路器合上，其余斷路器均斷開;當其中一條母線故障時，與其相鄰的斷路器斷開，各輸電線路與另一條母線之間的所有斷路器均合上，其余斷路器均斷開。
[0014]采用上述方案后，本發(fā)明充分考慮到統(tǒng)一潮流控制器，可轉(zhuǎn)換靜止補償器、靜止同步串聯(lián)補償器和統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器等串聯(lián)接入輸電系統(tǒng)的要求，提出緊湊、可靠接入輸電線路的方式，可以通過對3/2斷路器接線支路和多斷路器接線支路的開關(guān)組合操作，實現(xiàn)換流器接入線路時的帶電可靠投入和退出，提高了FACTS接入電網(wǎng)的可靠性及安全性，且實現(xiàn)方式簡單靈活。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的整體架構(gòu)圖；
[0016]圖2是本發(fā)明中串聯(lián)變壓器的換流器側(cè)及線路側(cè)繞組接法示意圖；
[0017]圖3是本發(fā)明中換流器同時接入兩條輸電線路的接線方式示意圖；
[0018]圖4是本發(fā)明擴展到雙回線路且共用并聯(lián)換流器的接線方式示意圖；
[0019]圖5是本發(fā)明無串聯(lián)變壓器的接線結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。
[0021]如圖1所示，本發(fā)明提供一種換流器的接線結(jié)構(gòu)，適用于統(tǒng)一潮流控制器、可轉(zhuǎn)換靜止補償器、靜止同步串聯(lián)補償器和統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器等，最基本的接線結(jié)構(gòu)包括I個換流器、雙母線(頂，1頂)、3/2斷路器接線支路、多斷路器接線支路(至少包含2個斷路器)、1個串聯(lián)變壓器和I條輸電線路，其中，3/2斷路器接線支路包含順序連接的3個斷路器S1、S2、S3，3/2斷路器接線支路的兩端分別連接雙母線頂，ΠΜ;多斷路器接線支路包含順序連接的斷路器S4，…，SN，多斷路器接線支路的兩端分別連接雙母線頂，ΠΜ;定義3/2斷路器接線支路與多斷路器接線支路中，相鄰兩個斷路器之間的連接點為節(jié)點；串聯(lián)變壓器T2可以使用雙繞組，也可以使用多繞組，但至少要包含一組換流器側(cè)繞組和一組線路側(cè)繞組，串聯(lián)變壓器的換流器側(cè)繞組采用星型或角型接法與換流器2相連，串聯(lián)變壓器的線路側(cè)繞組采用分組串聯(lián)方式接入3/2斷路器接線支路和多斷路器接線支路，連接3/2斷路器接線支路和多斷路器接線支路中的任意節(jié)點，圖2是換流器側(cè)繞組采用星型接法的電路圖；輸電線路連接3/2斷路器接線支路中不同于線路側(cè)繞組的另一個節(jié)點，如在圖1中，串聯(lián)變壓器T2的線路側(cè)繞組連接S2、S3之間的節(jié)點，輸電線路連接S1、S2之間的節(jié)點。
[0022]當需接入的換流器有2個時，例如將本發(fā)明應(yīng)用于統(tǒng)一潮流控制器中，可結(jié)合圖1所示，在增加換流器I后，將換流器I與換流器2背靠背連接，且換流器2通過并聯(lián)變壓器Tl連接至多斷路器接線支路的任意節(jié)點，該節(jié)點與串聯(lián)變壓器接入多斷路器接線支路的節(jié)點可以相同，也可以不同，圖1所示連接的是不同節(jié)點。
[0023]如圖3所示，當需要接入兩條輸電線路時，LI仍舊連接3/2斷路器接線支路中不同于線路側(cè)繞組的節(jié)點，而L2只能連接3/2斷路器接線支路中與線路側(cè)繞組相同的節(jié)點，此時串聯(lián)變壓器T2的線路側(cè)繞組可以并聯(lián)旁路裝置，從而使換流器2與LI完全電氣隔離，與L2以旁路隔離方式隔離。
[0024]本發(fā)明提供的結(jié)構(gòu)還可以通過組合擴展至多條/多回線路應(yīng)用，配合圖4所示，是雙回線路的一種接線結(jié)構(gòu)，由基本結(jié)構(gòu)以及圖1實施例的電路組合而成。并聯(lián)變壓器Tl、換流器1、串聯(lián)變壓器T2、換流器2以及所連接的多斷路器接線支路、3/2斷路器接線支路和雙母線為圖1實施例;換流器3、串聯(lián)變壓器T3以及所連接的多斷路器接線支路、3/2斷路器接線支路和雙母線為本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu);通過共用雙母線以及三個換流器的直流側(cè)連接，實現(xiàn)了雙回線路的一種潮流控制器結(jié)構(gòu)。
[0025]如圖5所示，當應(yīng)用于統(tǒng)一潮流控制器及類似結(jié)構(gòu)時，在無串聯(lián)變壓器的場合，將換流器I通過并聯(lián)變壓器Tl接入多斷路器接線支路，換流器2直接接入3/2斷路器接線支路和多斷路器接線支路的相應(yīng)節(jié)點。
[0026]需要說明的是，當換流器通過串聯(lián)變壓器接入3/2斷路器接線支路和多斷路器接線支路時，串聯(lián)變壓器的線路側(cè)繞組可并聯(lián)旁路裝置，用于換流器接入線路運行時的旁路隔離。
[0027]基于前述接線結(jié)構(gòu)，本發(fā)明還提供一種換流器的接線結(jié)構(gòu)的控制方法，其內(nèi)容是:
[0028]針對本發(fā)明涉及的所有接線結(jié)構(gòu)，一個換流器串聯(lián)接入線路運行時，3/2斷路器接線支路的控制方法是:將其中與雙母線相鄰的斷路器S1、S3斷開，中間的斷路器S2合上；多斷路器接線支路的控制方法是:雙母線均正常時，多斷路器接線支路中所有斷路器均合上；當其中一條母線故障時，與其相鄰的斷路器斷開，其余斷路器均合上，比如當IM故障時，S4斷開，若IIM故障時，SN斷開。
[0029]當一個換流器退出運行時，多斷路器接線支路的控制方法是:將其中與串聯(lián)變壓器相鄰的兩個斷路器均斷開;3/2斷路器接線支路的控制方法是:針對輸電線路不與串聯(lián)變壓器的線路側(cè)繞組共用3/2斷路器接線支路節(jié)點的結(jié)構(gòu)(由于圖3所示結(jié)構(gòu)L2無法隔離，因此并不適用此種情況)，在雙母線均正常時，將輸電線路LI與距其最近母線頂之間的斷路器SI合上，其余斷路器S2、S3均斷開;在頂母線故障時，將與頂母線相鄰的斷路器SI斷開，輸電線路LI與ΠΜ母線之間的所有斷路器S2、S3均合上，其余斷路器均斷開;在ΠΜ母線故障時，將與IIM母線相鄰的斷路器S3斷開，輸電線路LI與IM母線之間的所有斷路器SI均合上，其余斷路器S2均斷開;針對有兩條輸電線路，且其中一條輸電線路L2與串聯(lián)變壓器的線路側(cè)繞組共用3/2斷路器接線支路節(jié)點的結(jié)構(gòu)(如圖3所示結(jié)構(gòu))，在雙母線均正常時，兩條輸電線路之間的斷路器S2斷開，其余斷路器S1、S3合上;在頂母線故障時，將與頂母線相鄰的斷路器SI斷開，其余斷路器S2、S3合上;在ΠΜ母線故障時，將與ΠΜ母線相鄰的斷路器S3斷開，其余斷路器S1、S2合上。
[0030]采用上述方案后，本發(fā)明可以實現(xiàn)換流器接入線路時的帶電可靠投退:對3/2斷路器接線支路的SI合操作和S2分操作、多斷路器接線支路的SN分操作，實現(xiàn)換流器與線路和母線的完全隔離，換流器帶電退出；對3/2斷路器接線支路的S2合操作和SI分操作、多斷路器接線支路的SN合操作，實現(xiàn)換流器與線路和母線的連接，換流器帶電投入。采用上述方案后，可以提高FACTS接入電網(wǎng)的可靠性及安全性，且實現(xiàn)方式簡單靈活。
[0031]以上實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種換流器的接線結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括第一換流器、雙母線、3/2斷路器接線支路、多斷路器接線支路、I個串聯(lián)變壓器和I條輸電線路，其中，3/2斷路器接線支路和多斷路器接線支路分別連接雙母線，串聯(lián)變壓器的換流器側(cè)繞組采用星型或角型接法與第一換流器相連，串聯(lián)變壓器的線路側(cè)繞組分別連接3/2斷路器接線支路和多斷路器接線支路中的任意節(jié)點，輸電線路連接3/2斷路器接線支路中不同于線路側(cè)繞組的另一個節(jié)點。2.如權(quán)利要求1所述的一種換流器的接線結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述串聯(lián)變壓器采用雙繞組或多繞組結(jié)構(gòu)。3.如權(quán)利要求1所述的一種換流器的接線結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述接線結(jié)構(gòu)還連接有第二換流器，第二換流器與第一換流器背靠背連接，且第二換流器通過并聯(lián)變壓器連接至多斷路器接線支路的任意節(jié)點。4.如權(quán)利要求1所述的一種換流器的接線結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述接線結(jié)構(gòu)還連接第二輸電線路，第二輸電線路連接3/2斷路器接線支路中與串聯(lián)變壓器的線路側(cè)繞組相同的節(jié)點。5.如權(quán)利要求1所述的一種換流器的接線結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述串聯(lián)變壓器的線路側(cè)繞組還并聯(lián)有旁路裝置。6.—種基于如權(quán)利要求1所述換流器的接線結(jié)構(gòu)的控制方法，其特征在于包括如下內(nèi)容:一個換流器串聯(lián)接入線路運行時，3/2斷路器接線支路的控制方法是:將其中與雙母線相鄰的斷路器斷開，中間的斷路器合上；多斷路器接線支路的控制方法是:雙母線均正常時，多斷路器接線支路中所有斷路器均合上；當其中一條母線故障時，與其相鄰的斷路器斷開，其余斷路器均合上。7.如權(quán)利要求6所述的一種換流器的接線結(jié)構(gòu)的控制方法，其特征在于:一個換流器退出運行時，多斷路器接線支路的控制方法是:將其中與串聯(lián)變壓器相鄰的兩個斷路器均斷開;3/2斷路器接線支路的控制方法是:雙母線均正常時，各輸電線路與其最近母線之間的斷路器合上，其余斷路器均斷開；當其中一條母線故障時，與其相鄰的斷路器斷開，各輸電線路與另一條母線之間的所有斷路器均合上，其余斷路器均斷開。
【文檔編號】H02J3/18GK106026127SQ201610533098
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月7日
【發(fā)明人】黃如海, 盧宇, 董云龍, 潘磊, 邱德峰, 姜崇學, 魯江, 汪楠楠, 李鋼, 丁久東, 王柯, 胡兆慶, 王輝, 胡仙來, 隨順科
【申請人】南京南瑞繼保電氣有限公司, 南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司