CN111555443B - 模块化串联同步补偿系统及其控制方法 - Google Patents

模块化串联同步补偿系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本申请提供模块化串联同步补偿系统及其控制方法。所述模块化串联同步补偿系统串联在线路中，所述模块化串联同步补偿系统包括串联的N个补偿模块，N为大于等于1的整数；所述补偿模块包括通信单元、控制单元，所述控制单元控制所述补偿模块工作；所述N个补偿模块的所述通信单元采用手拉手的环网通信方式通信，任一个所述补偿模块的控制单元作为主控单元，通过通信环网向其他补偿模块的控制单元发送数据；N个补偿模块协调工作，对线路进行串联补偿。

Description

模块化串联同步补偿系统及其控制方法
技术领域
本申请涉及大功率电力电子变流技术领域，具体涉及模块化串联同步补偿系统及其控制方法。
背景技术
串联型同步补偿系统用于输电线路的串联补偿或通过调节电压实现潮流控制。为了实现更高电压等级的输出，通常采用模块化级联的方式。
由于串联型同步补偿系统直接串联在高压线路中，设备本体需要采用分散布置的方式，与被补偿的线路就近布置。由于布置条件的限制，需要设备的总体占地尽量小，配置简单而灵活。
现有技术中，高压级联型电力电子设备都是采用集中的控制系统，通过屏柜集成，还需要配置相应的辅助设备。这种方式设置主控单元，再通过主从的方式进行通信，通信架构包括多个层级。虽然方案成熟，但是方案的复杂度高、占地大，并不适用于串联型同步补偿系统。而且当模块发生故障时，会导致旁路开关闭合，直流电容电压下降后，模块无法取能，通信单元或控制单元无法正常工作，如果出现了多个模块旁路，会使环网通信中断。
发明内容
本申请实施例提供一种模块化串联同步补偿系统，串联在线路中，所述模块化串联同步补偿系统包括：串联的N个补偿模块，N为大于等于1的整数；所述补偿模块包括通信单元和控制单元，所述控制单元控制所述补偿模块工作；所述N个补偿模块的所述通信单元采用手拉手的环网通信方式通信，任一个所述补偿模块的控制单元作为主控单元，通过通信环网向其他补偿模块的控制单元发送数据；N个补偿模块协调工作，对线路进行串联补偿。
根据一些实施例，所述补偿系统还包括旁路单元；N个所述补偿模块串联连接后与所述旁路单元并联连接；所述旁路单元包括旁路开关和/或双向快速切换开关和/或非线性电阻以及旁路控制单元，所述旁路控制单元接收补偿模块主控单元的命令进行旁路。
根据一些实施例，所述补偿模块还包括逆变单元、滤波单元、取能单元、取能电流互感器和双向快速切换开关，所述逆变单元包括由直流电容和功率半导体器件构成的桥式电路，将直流电变换为交流电；所述滤波单元的输入端连接所述逆变单元的交流输出端，滤除所述逆变单元的交流输出端的谐波分量，所述滤波单元的输出端与所述补偿模块的输出端连接；所述取能电流互感器原边位于所述补偿模块的输出端与线路之间；所述取能单元从所述逆变单元的直流电容和/或所述取能电流互感器取能，为所述控制单元和所述通信单元供电；所述双向快速切换开关包括功率半导体器件，并联连接在所述逆变单元的输出端或所述补偿模块的输出端，允许流过双向电流，所述双向快速切换开关在承受电压超过器件击穿门槛值时导通。
根据一些实施例，所述取能单元还可以是光伏电源或光伏+储能电池。
根据一些实施例，所述补偿模块还包括旁路开关，所述旁路开关与所述滤波单元的输出端并联，所述旁路开关为常闭开关，受控分合。
根据一些实施例，所述补偿模块还包括限流电阻，所述限流电阻与所述双向快速切换开关串联连接。
根据一些实施例，所述补偿模块还包括采样电流互感器，所述采样电流互感器的原边位于补偿模块的输出端与线路之间，或所述旁路开关与所述滤波单元之间，采样信号送入所述控制单元。
根据一些实施例，所述补偿模块还包括隔离变压器，所述隔离变压器串联连接在所述滤波单元与补偿模块的输出端之间，所述隔离变压器的原边与所述滤波单元的输出端连接，所述隔离变压器的副边与所述补偿模块的输出端连接。
根据一些实施例，所述补偿模块的散热方式为自然冷却或强迫风冷散热。
根据一些实施例，所述滤波单元包括LC滤波器或LCL滤波器，所述LC滤波器包括滤波电感和滤波电容，所述滤波电感串联在所述滤波单元的输入正端与输出正端之间，所述滤波电容并联在所述滤波单元的输出正端和输出负端之间；所述LCL滤波器包括第一滤波电感、第二滤波电感与滤波电容，所述第一滤波电感与所述第二滤波电感串联在所述滤波单元的输入正端和输出正端之间，所述滤波电容并联连接在所述第一滤波电感和所述第二滤波电感的连接点以及所述滤波单元的输出负端之间。
根据一些实施例，所述滤波单元还包括：非线性电阻，并联在所述滤波单元的输出端，所述非线性电阻的动作门槛值小于所述双向快速切换开关的击穿门槛值。
根据一些实施例，所述环网通信方式的介质包括光纤或者无线。
根据一些实施例，所述补偿系统为高电位安装，安装于固定车辆或移动车辆的平台或者安装在已有的电力杆塔上，平台与地电位之间由绝缘子支撑。
根据一些实施例，所述补偿系统还包括第二主控单元和主通信单元，所述第二主控单元布置在所述补偿模块的外部；所述主通信单元与补偿模块的通信单元之间采用一对一点对点通信方式或一对多的主从通信方式或手拉手的网格通信方式，通信介质是光纤或者无线。
根据一些实施例，所述第二主控单元从补偿模块的取能电流互感器取能，采用高电位安装方式。
根据一些实施例，所述通信单元包括两套收发系统，通过两收两发与相邻两个补偿模块的通信单元通信。
本申请实施例还提供一种模块化串联同步补偿系统的控制方法，用于控制如上所述的模块化串联同步补偿系统，其中，当所述补偿系统启动时，所述方法包括：控制所述N个补偿模块独立启动，取能单元从补偿模块的取能电流互感器取能，向控制单元和通信单元供电；根据主控单元选取规则确定其中一个补偿模块的控制单元为主控单元，其他为从控单元；利用主控单元向各个从控单元下发指令，并采用载波移相控制方法，协调各个从控单元开始工作；利用主控单元采集线路电流的相位和幅值，根据预设的控制目标，控制系统转入串联补偿模式。
根据一些实施例，所述主控单元选取规则包括：各个补偿模块的控制单元通过通信方式相互传递序号，所述序号为每个补偿模块的控制单元的唯一且不重复的编码；比较所述序号，所述序号较大或较小的控制单元自动转为从控单元，所述序号最小或最大的控制单元转为主控单元。
根据一些实施例，所述主控单元选取规则包括：序号符合预设值的控制单元上电后自动转为主控单元，所述序号为每个补偿模块的控制单元的唯一且不重复的编码；所述主控单元向其他控制单元发出启动成功信号，使其他控制单元收到启动成功信号后转为从控单元。
根据一些实施例，所述主控单元选取规则包括：最早上电的控制单元转为主控单元；所述主控单元向其他控制单元发出启动成功信号，使其他控制单元收到启动成功信号后转为从控单元。
根据一些实施例，所述主控单元选取规则还包括：间隔预设时间后未收到启动成功信号的从控单元，认为主控单元启动不成功，自身成为主控单元。
根据一些实施例，所述载波移相控制方法包括：主控单元通过通信环网接收来自各从控单元发送的启动正常的标志；基于所述启动正常的标志，统计启动正常的补偿模块的数量；基于所述启动正常的补偿模块的数量，主控单元计算各个补偿模块载波的初始相位差；基于各个补偿模块载波的初始相位差，确定各个补偿模块的载波；通过通信环网向各从控单元发送各个补偿模块的载波；各个补偿模块的控制单元基于补偿模块的载波，确定逆变单元的触发命令，控制逆变单元中功率半导体器件的开通或关断。
根据一些实施例，所述各个补偿模块载波的初始相位差，计算公式为：
Figure GDA0003255007820000051
其中△θi为第(i+1)个模块和第1个模块之间的相位差，主控单元作为第1个模块，i为大于等于1的整数。
根据一些实施例，所述通过通信环网向各从控单元发送各个补偿模块的载波包括：通过两套收发系统，同时向环网的两个方向发送，当通信环网从一点断开时，不会导致通信通道的中断。
根据一些实施例，任一个补偿模块取能故障时，补偿模块交流输出电压升高，超过双向快速切换开关中功率半导体器件的击穿门槛值时导通，补偿模块被旁路。
根据一些实施例，任一个补偿模块发生故障导致旁路开关闭合时，直流电容电压下降，此时将取能单元切换成从取能电流互感器取能，故障模块的控制单元和通信单元维持正常工作。
根据一些实施例，当被旁路的补偿模块数量超过一定值时，闭合旁路单元的旁路开关，整个系统被旁路。
根据一些实施例，主控单元向其他从控单元发送心跳信号，当主控单元发生故障后，其他从控单元将无法收到心跳信号，最早识别该故障的从控单元或序号最小或最大的从控单元切换为主控单元。
本申请实施例提供的技术方案，利用环网通信的数据传输方式，更加灵活便捷，适用于串联型同步补偿系统。而且补偿模块中任意一个控制单元均可以作为主控单元，并将其他控制单元置为从控单元，与固定的独立主控单元相比，简化了系统的控制架构，且更加灵活。当主控单元发生故障时，可以由其他从控单元升级为主控单元，提升了系统可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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是本申请实施例提供的一种模块化串联同步补偿系统示意图。
图2是本申请实施例提供的另一种模块化串联同步补偿系统示意图。
图3是本申请实施例提供的一种滤波单元示意图。
图4是本申请实施例提供的另一种滤波单元示意图。
图5是本申请实施例提供的又一种模块化串联同步补偿系统示意图。
图6是本申请实施例提供的再一种模块化串联同步补偿系统示意图。
图7是本申请实施例提供的一种模块化串联同步补偿系统的控制方法流程示意图。
图8是本申请实施例提供的一种载波移相控制方法流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。
应当理解，本申请的权利要求、说明书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本申请的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
图1是本申请实施例提供的一种模块化串联同步补偿系统示意图。
模块化串联同步补偿系统串联在线路中。模块化串联同步补偿系统包括串联的N个补偿模块，N为大于等于1的整数。
补偿模块的散热方式为自然冷却或强迫风冷散热。补偿模块包括通信单元、控制单元、逆变单元2、滤波单元3、取能单元7、取能电流互感器TA1和双向快速切换开关4。
控制单元控制补偿模块工作。N个补偿模块的通信单元采用手拉手的环网通信方式通信，任一个补偿模块的控制单元作为主控单元，通过通信环网向其他补偿模块的控制单元发送数据，N个补偿模块协调工作，对线路进行串联补偿。
逆变单元2包括由直流电容和功率半导体器件构成的桥式电路，将直流电变换为交流电。在本实例中，逆变单元中功率半导体器件的数量为四组。第一、二功率半导体器件串联构成第一桥臂。第三、四功率半导体器件串联构成第一桥臂。第一、三功率半导体器件的集电极与直流电容正极连接，第二、四功率半导体器件的发射极与直流电容负极连接；桥臂中点引出作为逆变单元的交流输出端。
滤波单元3的输入端连接逆变单元2的交流输出端，滤除逆变单元2的交流输出端的谐波分量，滤波单元3的输出端与补偿模块的输出端连接。取能电流互感器TA1原边位于补偿模块与线路之间。取能单元7从逆变单元2的直流电容和/或取能电流互感器取能，为控制单元和通信单元供电。
双向快速切换开关4包括功率半导体器件，并联连接在逆变单元2的输出端或补偿模块的输出端，允许流过双向电流，双向快速切换开关4在承受电压超过器件击穿门槛值时导通。
环网通信方式的介质包括光纤或者无线。补偿系统为高电位安装，安装于固定车辆或移动车辆的平台或者安装在已有的电力杆塔上，平台与地电位之间由绝缘子支撑。
补偿模块的通信单元包括两套收发系统，通过两收两发与相邻两个补偿模块的通信单元通信。
可选地，补偿模块还包括旁路开关5，旁路开关5与滤波单元的输出端并联，旁路开关5为常闭开关，受控分合。
补偿模块还包括采样电流互感器TA2，原边位于补偿模块输出端与线路之间，或旁路开关5与滤波单元3之间，采样电流互感器TA2的信号送入控制单元。
可选地，取能单元7还可以是光伏电源或光伏+储能电池。
可选地，补偿模块还包括限流电阻，限流电阻与双向快速切换开关4串联连接。
滤波单元3包括LC滤波器，如图2所示。LC滤波器包括滤波电感L和滤波电容C，滤波电感L串联在滤波单元3的输入正端与输出正端之间，滤波电容C并联在滤波单元3的输出正端和输出负端之间。
可选地，LC滤波器还包括非线性电阻R1，非线性电阻R1并联在滤波单元3的输出端，非线性电阻R1的动作门槛值小于双向快速切换开关4的击穿门槛值。
滤波单元3包括LCL滤波器，如图3所示。LCL滤波器包括第一滤波电感L1、第二滤波电感L2与滤波电容C，第一滤波电感L1与第二滤波电感L2串联在滤波单元3的输入正端和输出正端之间，滤波电容C并联连接在第一滤波电感L1和第二滤波电感L2的连接点以及滤波单元3的输出负端之间。
可选地，LCL滤波器还包括非线性电阻R1，非线性电阻R1并联在滤波单元3的输出端，非线性电阻R1的动作门槛值小于双向快速切换开关4的击穿门槛值。
本实施例提供的技术方案，利用取能电流互感器和直流电容的双重取能方式提高了供能的可靠性，补偿模块在旁路时，可以通过取能电流互感器取能，仍然可维持正常通信，极大的提高了可靠性，使得环网通信这种灵活便捷的数据传输方式可以得到应用，适用于串联型同步补偿系统。而且补偿模块中任意一个控制单元均可以作为主控单元，并将其他控制单元置为从控单元，与固定的独立主控单元相比，简化了系统的控制架构，且更加灵活。当主控单元发生故障时，可以由其他从控单元升级为主控单元，提升了系统可靠性。
图4是本申请实施例提供的另一种模块化串联同步补偿系统示意图。
本实施例是在图1实施例的基础上，增加了第二主控单元和主通信单元。模块化串联同步补偿系统串联在线路中。模块化串联同步补偿系统包括第二主控单元、主通信单元和串联的N个补偿模块，N为大于等于1的整数。
第二主控单元布置在补偿模块的外部。主通信单元与补偿模块的通信单元之间采用一对一点对点通信方式或一对多的主从通信方式或手拉手的网格通信方式，通信介质是光纤或者无线。
第二主控单元也可以从取能电流互感器取能，采用高电位安装方式。
本实施例提供的技术方案，通过设置第二主控单元和主通信单元，作为主控单元的备份，提高了系统运行的可靠性。
图5是本申请实施例提供的又一种模块化串联同步补偿系统示意图。
本实施例是在图1实施例的基础上，增加了旁路单元6。模块化串联同步补偿系统串联在线路中。模块化串联同步补偿系统包括旁路单元6和串联的N个补偿模块，N为大于等于1的整数。N个补偿模块串联连接后与旁路单元6并联连接。
旁路单元6包括旁路开关8和/或双向快速切换开关9和/或非线性电阻R2以及旁路控制单元。本实施例图中，旁路单元包括旁路开关8、双向快速切换开关9以及非线性电阻R2，三者是并联关系，双向快速切换开关9包括多个串联连接的反向并联的晶闸管。旁路控制单元接收补偿模块主控单元的命令进行旁路。
本实施例提供的技术方案，补偿模块在旁路时，可以通过取能电流互感器取能，仍然可维持正常通信，极大的提高了可靠性。
图6是本申请实施例提供的再一种模块化串联同步补偿系统示意图。
本实施例是在图1实施例的基础上，增加了隔离变压器。模块化串联同步补偿系统串联在线路中。模块化串联同步补偿系统包括串联连接的N个补偿模块，N为大于等于1的整数。
补偿模块的散热方式为自然冷却或强迫风冷散热。补偿模块包括通信单元、控制单元、逆变单元2、滤波单元3、取能单元7、取能电流互感器TA1、双向快速切换开关4和隔离变压器10。
隔离变压器10串联连接在滤波单元3与补偿模块的输出端之间，隔离变压器10的原边与滤波单元3的输出端连接，隔离变压器10的副边与补偿模块的输出端连接。
本实施例提供的技术方案，利用取能电流互感器和直流电容的双重取能方式提高了供能的可靠性，补偿模块在旁路时，可以通过取能电流互感器取能，仍然可维持正常通信，极大的提高了可靠性，使得环网通信这种灵活便捷的数据传输方式可以得到应用，适用于串联型同步补偿系统。进一步利用隔离变压器隔离故障，调节原边和副边的电压变化。而且补偿模块中任意一个控制单元均可以作为主控单元，并将其他控制单元置为从控单元，与固定的独立主控单元相比，简化了系统的控制架构，且更加灵活。当主控单元发生故障时，可以由其他从控单元升级为主控单元，提升了系统可靠性。
图7是本申请实施例提供的一种模块化串联同步补偿系统的控制方法流程示意图。
在S110中，控制模块化串联同步补偿系统的N个补偿模块独立启动，取能单元从取能电流互感器取能，向控制单元供电。
在S120中，根据主控单元选取规则确定其中一个补偿模块的控制单元为主控单元，其他为从控单元。
主控单元选取规则包括以下几种方式。
第一种，各个补偿模块的控制单元通过通信方式相互传递序号，序号为每个补偿模块的控制单元的唯一且不重复的编码，例如序号为1到N。比较序号，序号较大或较小的控制单元自动转为从控单元，序号最小或最大的控制单元转为主控单元，例如序号为1的控制单元转为主控单元，其他为从控单元。
第二种，序号符合预设值的控制单元上电后自动转为主控单元，序号为每个补偿模块的控制单元的唯一且不重复的编码，例如序号为1的的控制单元上电后自动转为主控单元。主控单元向其他控制单元发出启动成功信号，使其他控制单元收到启动成功信号后转为从控单元。
间隔预设时间后未收到启动成功信号的从控单元，认为主控单元启动不成功，自身成为主控单元，例如序号为M的从控单元，M<N，在间隔时间(M-1)个时间间隔后，如果收不到启动成功信号，就认为前面的主控单元启动不成功，自身转为主控单元。
第三种，最早上电的控制单元转为主控单元。主控单元向其他控制单元发出启动成功信号，使其他控制单元收到启动成功信号后转为从控单元。
在S130中，利用主控单元向各个从控单元下发指令，并采用载波移相控制方法，协调各个从控单元开始工作。
载波移相控制方法如图8所示，包括以下流程。
在S131中，主控单元通过通信环网接收来自各从控单元发送的启动正常的标志。
在S132中，基于启动正常的标志，统计启动正常的补偿模块的数量。
在S133中，基于启动正常的补偿模块的数量，主控单元计算各个补偿模块载波的初始相位差。
各个补偿模块载波的初始相位差，计算公式如下。
Figure GDA0003255007820000131
其中△θi为第(i+1)个模块和第1个模块之间的相位差，主控单元作为第1个模块，i为大于等于1的整数。
在S134中，基于各个补偿模块载波的初始相位差，确定各个补偿模块的载波。
例如，系统共包括12个补偿模块，启动自检后有10个补偿模块正常，即M＝10,根据
Figure GDA0003255007820000132
即可计算10个补偿模块的载波初始相位为：
Figure GDA0003255007820000133
在S135中，通过通信环网向各从控单元发送各个补偿模块的载波。
主控单元通过通信环网向其他从控单元发送数据时，通过两套收发系统，同时向环网的两个方向发送，当通信环网从一点断开时，不会导致通信通道的中断。
任一个补偿模块发生故障导致旁路开关闭合时，直流电容电压下降，此时将取能单元切换成从取能电流互感器取能，故障模块的控制单元和通信单元维持正常工作。
任一个补偿模块取能故障时，补偿模块交流输出电压升高，超过双向快速切换开关中功率半导体器件的击穿门槛值时导通，补偿模块被旁路。
当被旁路的补偿模块数量超过一定值时，闭合旁路单元的旁路开关，整个系统被旁路。
主控单元向其他从控单元发送心跳信号，当主控单元发生故障后，其他从控单元将无法收到心跳信号，最早识别该故障的从控单元或序号最小或最大的从控单元切换为主控单元。
在S136中，各个补偿模块的控制单元基于补偿模块的载波，确定逆变单元的触发命令，控制逆变单元中功率半导体器件的开通或关断。
在S140中，利用主控单元采集线路电流的相位和幅值，根据预设的控制目标，控制系统转入串联补偿模式。
本实施例提供的技术方案，利用取能电流互感器和直流电容的双重取能方式提高了供能的可靠性，补偿模块在旁路时，可以通过取能电流互感器取能，仍然可维持正常通信，极大的提高了可靠性，使得环网通信这种灵活便捷的数据传输方式可以得到应用，适用于串联型同步补偿系统。而且补偿模块中任意一个控制单元均可以作为主控单元，并将其他控制单元置为从控单元，与固定的独立主控单元相比，简化了系统的控制架构，且更加灵活。当主控单元发生故障时，可以由其他从控单元升级为主控单元，提升了系统可靠性。而且采用载波移相的调制方式，主控单元向从控单元发送移相后的载波数据，从而可以消除谐波，减少滤波器的体积。
以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明仅用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。同时，本领域技术人员依据本申请的思想，基于本申请的具体实施方式及应用范围上做出的改变或变形之处，都属于本申请保护的范围。综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (29)

1.一种模块化串联同步补偿系统，串联在线路中，其特征在于，所述模块化串联同步补偿系统包括：
串联的N个补偿模块，N为大于等于1的整数；所述补偿模块包括：
通信单元；
控制单元，控制所述补偿模块工作；
逆变单元，包括由直流电容和功率半导体器件构成的桥式电路，将直流电变换为交流电；
取能电流互感器，原边位于所述补偿模块的输出端与线路之间；
取能单元，从所述逆变单元的直流电容和/或所述取能电流互感器取能，为所述控制单元和所述通信单元供电；
双向快速切换开关，包括功率半导体器件，并联连接在所述逆变单元的输出端或所述补偿模块的输出端，允许流过双向电流，所述双向快速切换开关在承受电压超过器件击穿门槛值时导通；
所述N个补偿模块的所述通信单元采用手拉手的环网通信方式通信，任一个所述补偿模块的控制单元作为主控单元，通过通信环网向其他补偿模块的控制单元发送数据；N个补偿模块协调工作，对线路进行串联补偿。
2.如权利要求1所述的补偿系统，还包括：
旁路单元；N个所述补偿模块串联连接后与所述旁路单元并联连接；所述旁路单元包括旁路开关和/或双向快速切换开关和/或非线性电阻以及旁路控制单元，所述旁路控制单元接收补偿模块主控单元的命令进行旁路。
3.如权利要求1所述的补偿系统，其中，所述补偿模块还包括：
滤波单元，所述滤波单元的输入端连接所述逆变单元的交流输出端，滤除所述逆变单元的交流输出端的谐波分量，所述滤波单元的输出端与所述补偿模块的输出端连接。
4.如权利要求3所述的补偿系统，其中，所述取能单元是光伏电源或光伏+储能电池。
5.如权利要求3所述的补偿系统，其中，所述补偿模块还包括：
旁路开关，与所述滤波单元的输出端并联，所述旁路开关为常闭开关，受控分合。
6.如权利要求3所述的补偿系统，其中，所述补偿模块还包括：
限流电阻，与所述双向快速切换开关串联连接。
7.如权利要求5所述的补偿系统，其中，所述补偿模块还包括：
采样电流互感器，所述采样电流互感器的原边位于所述旁路开关与所述滤波单元之间，采样信号送入所述控制单元。
8.如权利要求6所述的补偿系统，其中，所述补偿模块还包括：
采样电流互感器，所述采样电流互感器的原边位于补偿模块的输出端与线路之间，采样信号送入所述控制单元。
9.如权利要求3所述的补偿系统，其中，所述补偿模块还包括：
隔离变压器，串联连接在所述滤波单元与补偿模块的输出端之间，所述隔离变压器的原边与所述滤波单元的输出端连接，所述隔离变压器的副边与所述补偿模块的输出端连接。
10.如权利要求1所述的补偿系统，其中，所述补偿模块的散热方式为自然冷却或强迫风冷散热。
11.如权利要求3所述的补偿系统，其中，所述滤波单元包括：
LC滤波器，包括滤波电感和滤波电容，所述滤波电感串联在所述滤波单元的输入正端与输出正端之间，所述滤波电容并联在所述滤波单元的输出正端和输出负端之间；或
LCL滤波器，包括第一滤波电感、第二滤波电感与滤波电容，所述第一滤波电感与所述第二滤波电感串联在所述滤波单元的输入正端和输出正端之间，所述滤波电容并联连接在所述第一滤波电感和所述第二滤波电感的连接点以及所述滤波单元的输出负端之间。
12.如权利要求11所述的补偿系统，其中，所述滤波单元还包括：
非线性电阻，并联在所述滤波单元的输出端，所述非线性电阻的动作门槛值小于所述双向快速切换开关的击穿门槛值。
13.如权利要求1所述的补偿系统，其中，所述环网通信方式的介质包括光纤或者无线。
14.如权利要求1所述的补偿系统，其中，所述补偿系统为高电位安装，安装于固定车辆或移动车辆的平台或者安装在已有的电力杆塔上，平台与地电位之间由绝缘子支撑。
15.如权利要求1所述的补偿系统，其中，所述补偿系统还包括：
第二主控单元，布置在所述补偿模块的外部；
主通信单元，与补偿模块的通信单元之间采用一对一点对点通信方式或一对多的主从通信方式或手拉手的网格通信方式，通信介质是光纤或者无线。
16.如权利要求15所述的补偿系统，其中，所述第二主控单元从所述补偿模块的取能电流互感器取能，采用高电位安装方式。
17.如权利要求1所述的补偿系统，其中，所述通信单元包括：
两套收发系统，通过两收两发与相邻两个补偿模块的通信单元通信。
18.一种模块化串联同步补偿系统的控制方法，用于控制如权利要求1至17之任一项所述的模块化串联同步补偿系统，其中，当所述补偿系统启动时，所述方法包括：
控制所述N个补偿模块独立启动，取能单元从补偿模块的取能电流互感器取能，向控制单元和通信单元供电；
根据主控单元选取规则确定其中一个补偿模块的控制单元为主控单元，其他为从控单元；
利用主控单元向各个从控单元下发指令，并采用载波移相控制方法，协调各个从控单元开始工作；
利用主控单元采集线路电流的相位和幅值，根据预设的控制目标，控制系统转入串联补偿模式。
19.如权利要求18所述的控制方法，其中，所述主控单元选取规则包括：
各个补偿模块的控制单元通过通信方式相互传递序号，所述序号为每个补偿模块的控制单元的唯一且不重复的编码；
比较所述序号，所述序号最小或最大的控制单元转为主控单元，其他控制单元自动转为从控单元。
20.如权利要求18所述的控制方法，其中，所述主控单元选取规则包括：
序号符合预设值的控制单元上电后自动转为主控单元，所述序号为每个补偿模块的控制单元的唯一且不重复的编码；
所述主控单元向其他控制单元发出启动成功信号，使其他控制单元收到启动成功信号后转为从控单元。
21.如权利要求18所述的控制方法，其中，所述主控单元选取规则包括：
最早上电的控制单元转为主控单元；
所述主控单元向其他控制单元发出启动成功信号，使其他控制单元收到启动成功信号后转为从控单元。
22.如权利要求20或21所述的控制方法，其中，所述主控单元选取规则还包括：
间隔预设时间后未收到启动成功信号的从控单元，认为主控单元启动不成功，自身成为主控单元。
23.如权利要求18所述的控制方法，其中，所述载波移相控制方法包括：
主控单元通过通信环网接收来自各从控单元发送的启动正常的标志；
基于所述启动正常的标志，统计启动正常的补偿模块的数量；
基于所述启动正常的补偿模块的数量，主控单元计算各个补偿模块载波的初始相位差；
基于各个补偿模块载波的初始相位差，确定各个补偿模块的载波；
通过通信环网向各从控单元发送各个补偿模块的载波；
各个补偿模块的控制单元基于补偿模块的载波，确定逆变单元的触发命令，控制逆变单元中功率半导体器件的开通或关断。
24.如权利要求23所述的控制方法，其中，所述各个补偿模块载波的初始相位差，计算公式为：
Figure FDA0003487905170000061
其中Δθi为第(i+1)个模块和第1个模块之间的相位差，主控单元作为第1个模块，i为大于等于1的整数。
25.如权利要求23所述的控制方法，其中，所述通过通信环网向各从控单元发送各个补偿模块的载波包括：
通过两套收发系统，同时向环网的两个方向发送，当通信环网从一点断开时，不会导致通信通道的中断。
26.如权利要求18所述的控制方法，其中，任一个补偿模块取能故障时，补偿模块交流输出电压升高，超过双向快速切换开关中功率半导体器件的击穿门槛值时导通，补偿模块被旁路。
27.如权利要求18所述的控制方法，其中，任一个补偿模块发生故障导致旁路开关闭合时，直流电容电压下降，此时将取能单元切换成从补偿模块的取能电流互感器取能，故障模块的控制单元和通信单元维持正常工作。
28.如权利要求27所述的控制方法，其中，当被旁路的补偿模块数量超过一定值时，闭合旁路单元的旁路开关，整个系统被旁路。
29.如权利要求25所述的控制方法，其中，主控单元向其他从控单元发送心跳信号，当主控单元发生故障后，其他从控单元将无法收到心跳信号，最早识别该故障的从控单元或序号最小或最大的从控单元切换为主控单元。
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