CN111835000B - 基于全控型ac/dc/ac变换器的变电站负荷转带方法及装置 - Google Patents

基于全控型ac/dc/ac变换器的变电站负荷转带方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于全控型AC/DC/AC变换器的变电站负荷转带方法及装置，属于配电网变压器重载调整领域，包括：为重载变压器确定待转带目标负荷线路；选取与目标负荷线路存在电气连接且容量充足的目标变压器，将变换器整流侧接入其低压侧母线；调整变换器逆变侧相位，使其与目标负荷线路匹配，并将该逆变侧接入目标负荷线路，逐渐提高变换器功率至稳定运行后，切断目标负荷线路与重载变压器的连接；调整逆变侧相位，使目标负荷线路与目标变压器低压侧母线的相位匹配，将目标负荷线路接入目标变压器的低压侧母线，逐渐将变换器功率降至0；切断变换器与变压器及负荷线路的连接，完成负荷转带。本发明能够灵活地进行负荷转带，提高配电网的供电可靠性。

Description

基于全控型AC/DC/AC变换器的变电站负荷转带方法及装置
技术领域
本发明属于配电网变压器重载调整领域，更具体地，涉及一种基于全控型AC/DC/AC变换器的变电站负荷转带方法及装置。
背景技术
配电网是从输电网接受电能分配到配电变电站后，再向用户供电的网络。对配电网的基本要求是供电的连续可靠性、合格的电能质量和运行的经济性。目前我国配电网规模庞大，配电网线路数量多、供电距离远。其中城市配电网的特点尤为突出，往往深入负荷集中的城市中心地区和居民集中区。在这种情况下，城市配电网面临着用户用电需求急剧增长的问题。因此增大配电网变电站的容量是解决此问题的根本方法。然而，变电站的建设速度跟不上城市发展的速度，即使在扩大变电站容量后，若负荷不均匀地分布在变电站不同变压器的低压出线上，会造成配电网变电站部分变压器重载的问题。配电网变压器重载是指连续负荷超过变压器容量80％的情况，用电负荷的快速增长是造成配电变压器重载的主要原因。配电变压器重载，一方面会影响供电质量，造成用电设备故障等问题，严重的甚至会影响到生产，从而造成产品质量下降；另一方面也会使配电变压器产生更高的热量，引起线圈温度升高，使绝缘材料加速老化从而导致绝缘和机械性能下降，减少变压器寿命，在带来经济损失的同时，也会影响配电网的安全性能。综上，配电变压器重载这一问题亟待解决。
目前，解决这一问题首先依赖于对区域负荷的增长预测从而合理划分供电区域，规划相应容量的配电变压器。其次会根据负荷的增长情况，进行变电站扩容改造或新建变电站。然而，仅仅依靠增加供电能力来解决重载问题难以应对负荷连续性波动的情况，通常会采用负荷转带的方法。城市配电网遵循闭环设计开环运行的原则，负荷位于两个变电站构成的双端供电系统中间，可以利用联络开关实现负荷在两个变电站之间的转带。
然而，采用上述负荷转带的方法，仍然要在接入新的配电变压器前先对负荷停止供电，这难以保证配电网的供电可靠性。当配电网的拓扑结构较为复杂时，会导致停电范围增大，带来较大的经济损失。
发明内容
针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种基于全控型AC/DC/AC变换器的变电站负荷转带方法及装置，其目的在于，有效地解决配电网变压器重载的问题，灵活地进行负荷转带，提高配电网的供电可靠性。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于全控型AC/DC/AC变换器的变电站负荷转带方法，包括：
持续监测变电站内各变压器的负载率，当任意一个变压器出现重载时，根据重载变压器的负载情况，确定需要进行转带的一条或多条目标负荷线路，并按照如下步骤完成各目标负荷线路的转带：
(S1)选取一个与待转带的目标负荷线路存在电气连接且容量充足的变压器作为目标变压器，并将变换器的整流侧接入目标变压器的低压侧母线；
(S2)调整变换器的逆变侧相位，使其与目标负荷线路的相位匹配后，将变换器的逆变侧连接至目标负荷线路，逐渐提高变换器的功率，并在目标负荷线路的全部功率由目标变压器通过变换器提供后，切断目标负荷线路与重载变压器之间的连接；
(S3)调整变换器逆变侧的相位，以使目标负荷线路的相位与目标变压器的低压侧母线的相位相匹配；
(S4)将目标负荷线路接入目标变压器的低压侧母线，并逐渐降低变换器的功率直至其为0；
(S5)切断变换器与目标变压器的低压侧母线以及与目标负荷线路之间的连接，由目标变压器的低压侧母线直接为目标负荷线路供电，从而完成负荷转带；
其中，变换器为全控型AC/DC/AC变换器；目标负荷线路与变电站中多个变压器之间均存在电气连接。
本发明在变电站变压器出现重载时，通过接入全控型AC/DC/AC变换器为负荷线路提供临时的能量传递通道，待全控型AC/DC/AC变换器功率稳定后再切断负荷线路与重载变压器之间的能量传递通道，可以在不停电的情况下实现负荷转带，使重载变压器可以恢复到正常的工作状态；之后利用全控型AC/DC/AC变换器调整负荷线路的相位，使转带的负荷线路无冲击地接入容量充足的变压器，从而建立容量充足变压器与负荷线路之间的能量传递通道，并使全控型AC/DC/AC变换器逐渐退出能量传递通道，最终完成负荷线路从重载变压器到容量充足变压器的转带。总的来说，本发明利用全控型AC/DC/AC变换器灵活接入、灵活退出的特性，可以在不停电的情况下实现负荷转带，从而有效地解决配电网变压器重载的问题，灵活地进行负荷转带，提高配电网的供电可靠性。
进一步地，步骤(S1)还包括：
将变换器的整流侧接入目标变压器的低压侧母线后，由目标变压器对变换器中的电容充电，在变换器中的电容电压达到额定值时，再转入步骤(S2)。
全控型AC/DC/AC变换器是一种应用于高压大功率场合的背靠背形式的换流器，由于高压大容量的换流器启动过程中经常会伴随极大的暂态能量冲击，使得功率开关元件承受很大的电流暂态应力，启动之前变换器的悬浮电容电压很低或是电压为0，此时若突然加电压，变换器会经受极大的电磁应力和浪涌电流，直流侧电压若控制不当系统会产生严重的过电压，因此在变换器的主电路设计时要考虑功率开关器件是否能够承受住浪涌电流的冲击，通常变换器启停问题需要专门的研究。本发明采用一种对电容预充电的启动方式，通过与容量充足的变压器低压侧母线连接来对全控型AC/DC/AC变换器电容进行充电，充电时所有电力电子器件闭锁，变换器工作在不控整流的状态下，由此能够避免对变换器造成过大的冲击。
进一步地，变换器为模块化多电平换流器。
相比于其他类型的全控型AC/DC/AC变换器，模块化多电平换流器(ModularMultilevel Converter，MMC)的输出谐波性能更好；本发明使用模块化多电平换流器作为全控型AC/DC/AC变换器，能够在负荷转带的过程中，提供更为稳定的功率输出。
进一步地，模块化多电平换流器采用载波移相多电平PWM(Pulse WidthModulation，脉冲宽度调制)调制法。
载波移相多电平PWM调制法以冲量等效原理为基础，通过控制变换器电力电子器件的开通关断，使变换器输出侧得到一系列幅值相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波，也就是输出波形的半个周期中产生多个脉冲，使各个脉冲的等值电压为正弦波，所获得的输出平滑且低次谐波少；本发明采用载波移相多电平PWM调制法，能够更为平稳地对MMC输出交流电的幅值、频率和相位进行调制。
进一步地，步骤(S1)中，所选取的目标变压器为变电站中，与目标负荷线路存在电气连接的所有变压器中，负载率最小的变压器。
本发明每次选择负载率最小的变压器进行负荷转带，能够避免负荷转带后，对负荷线路新接入的变压器造成过大的影响。
按照本发明的另一个方面，提供了一种基于全控型AC/DC/AC变换器的变电站负荷转带装置，包括：变换器、负荷监测模块、预启动模块、转带模块、调制模块和电压电流控制模块；
负荷监测模块，用于持续监测变电站内各变压器的负载率，并在任意一个变压器出现重载时，根据重载变压器的负载情况，确定需要进行转带的一条或多条目标负荷线路；
预启动模块，用于选取一个与待转带的目标负荷线路之间存在电气连接且容量充足的变压器作为目标变压器；
转带模块，用于将变换器的整流侧接入目标变压器的低压侧母线；
调制模块，用于在变换器的整流侧接入目标变压器的低压侧母线后，调整变换器的逆变侧相位，使其与目标负荷线路的相位匹配；
转带模块，还用于在变换器的逆变侧相位与目标负荷线路的相位匹配后，将变换器的逆变侧连接至目标负荷线路；
电压电流控制模块，用于在变换器的逆变侧连接至目标负荷线路后，逐渐提高变换器的功率，直至目标负荷线路的全部功率由目标变压器通过变换器提供；
转带模块，还用于在目标负荷线路的全部功率由目标变压器通过变换器提供后，切断目标负荷线路与重载变压器之间的连接；
调制模块，还用于在转带模块切断目标负荷线路与重载变压器之间的连接后，调整变换器逆变侧的相位，以使目标负荷线路的相位与目标变压器的低压侧母线的相位相匹配；
转带模块，还用于在目标负荷线路的相位与目标变压器的低压侧母线的相位相匹配时，将目标负荷线路接入目标变压器的低压侧母线；
电压电流控制模块，还用于在目标负荷线路接入目标变压器之后，逐渐降低变换器的功率直至其为0；
转带模块，还用于在变换器的功率为0时，切断变换器与目标变压器的低压侧母线以及与目标负荷线路之间的连接，由目标变压器的低压侧母线直接为目标负荷线路供电，从而完成负荷转带；
其中，变换器为全控型AC/DC/AC变换器；目标负荷线路与变电站中多个变压器之间均存在电气连接。
进一步地，调制模块在调整变换器逆变侧相位，使其与目标负荷线路的相位匹配之前，还会由目标变压器对变换器中的电容充电，直至变换器中的电容电压达到额定值。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：
(1)本发明在负荷转带过程中利用全控型AC/DC/AC变换器作为负荷线路的临时能量通道，充分发挥了装置灵活接入、灵活退出的优点，不会因负荷转带导致停电，不会破坏原有配电网的结构。
(2)本发明采用全控型AC/DC/AC变换器降低了交流侧电压畸变率，不仅能够保证待接入变电站母线电压稳定，还能够控制输出高质量的电压波形，并且全控型AC/DC/AC变换器的开关频率比较低，可以大大减小开关损耗，从而实现了良好的经济性能。
(3)本发明所采用的全控型AC/DC/AC变换器是一种背靠背形式的换流器，采用“背靠背”形式的变流系统可以改善转带过程负荷的电能质量，变换器整流侧与变换器逆变侧在电能质量控制上具有相对独立性，只要通过控制保证直流侧电压的稳定，若变压器低压母线出现电能质量问题，负荷侧仍能获取高质量的三相交流电，不会影响到负荷侧的正常运行；相反，负荷侧非线性、冲击性负荷的接入，也不会对变压器低压母线的电能质量产生影响，这样就减小了装置接入电网带来的谐波与无功污染。拓展了本发明的应用范围。
(4)本发明利用全控型AC/DC/AC变换器作为负荷线路的临时能量通道，全控器件的快速启动特性使得可以快速实现能量传递的功能，使得当配电网中存在变压器重载问题时，负荷可以快速接入到容量充足的变压器，从而很大程度上减小了变压器热量的产生，对于变压器内部的绝缘材料起到了较好的保护作用，提高了变压器的使用寿命，减小了经济损失。同时避免了变压器长时间重载可能会导致的配电网安全问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的基于全控型AC/DC/AC变换器的变电站负荷转带方法示意图；
图2为本发明实施例采用的全控型AC/DC/AC变换器的结构示意图；
图3为本发明实施例采用的全控型AC/DC/AC变换器的子模块示意图；
图4为本发明实施例采用的全控型AC/DC/AC变换器的整流侧解耦控制框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
在本发明中，本发明及附图中的术语“第一”、“第二”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
为了有效地解决配电网变压器重载的问题，灵活地进行负荷转带，提高配电网的供电可靠性，本发明针对配电网中变压器重载的问题，基于柔性配电技术的理念，采用先进的高压大功率全控电力电子装置作为变压器重载时为负荷供电的临时通道。首先投入全控型AC/DC/AC变换器，逐渐提升流经其中的功率，待稳定工作后再切断负荷与原接入的变压器之间的能量传递通道，使得在不停电的情况下实现负荷转带。之后改变负荷侧母线的相位使转带的负荷接入该变电站中容量充足的变压器，逐渐降低流经装置的功率使得该装置可以退出运行。在高压大功率的实际情况下，本发明的全控型AC/DC/AC变换器采用整流-逆变的工作方式。这种背靠背的设计形式一方面是满足传输大功率的实际需求，另一方面可以通过先进的电力电子调制方式提供质量良好的电能，以满足负荷侧对电能质量的要求。
实施例一：
一种基于全控型AC/DC/AC变换器的变电站负荷转带方法，包括：
持续监测变电站内各变压器的负载率，当任意一个变压器出现重载时，根据重载变压器的负载情况，确定需要进行转带的一条或多条目标负荷线路，并按照如下步骤完成各目标负荷线路的转带：
其中，目标负荷线路与变电站中多个变压器之间均存在电气连接；
在本实施例中，变电站为110kV/10kV变电站，如图1所示，在该变电站中，存在一条负荷线路WL1，该负荷线路WL1与变电站中的变压器T1和T2之间均存在电气连接，通过断路器QF1和QF2可以控制负荷线路WL1所接入的变压器，变压器T1和T2的低压侧母线(10kV侧母线)分别为母线#1和母线#2，理想工作状态下，母线#1和母线#2所接入负荷的总量均为各自变压器额定容量的50％；
在本实施例中，在某一时刻检测到变压器T1出现重载，以接入变压器T1的10kV侧母线的负荷线路WL1作为需要转带目标负荷线路，此外，负荷线路WL2和WL3接入母线#1，负荷线路WL4和WL5接入母线#2；
应当说明的是，在其他场景下，当某一台变压器重载而难以通过转带单一负荷恢复正常工作状态时，也可以选择同时对接入重载变压器的多条负荷线路进行转带；
(S1)选取一个与待转带的目标负荷线路存在电气连接且容量充足的变压器作为目标变压器，并将变换器的整流侧接入目标变压器的低压侧母线；
其中，变换器为全控型AC/DC/AC变换器；
通常情况下，可根据变压器的负载率与预设阈值之间的比较关系判断变压器容量是否出现重载，或者判断变压器容量是否充足，阈值的具体取值，则可根据实际的供电需求设定；在本实施例中，判断变压器是否出现重载时，若负载率超过80％，则认为变压器出现重载；判断变压器容量是否充足时，若负载率低于60％，则认为变压器容量充足；
在本实施例中，变压器T1出现重载时，变压器T2容量充足，此时选定变压器T2作为负荷转带的变压器；
如图1所示，全控型AC/DC/AC变换器的整流侧通过一个连接头与母线#2相连，通过插拔该连接头，可以控制全控型AC/DC/AC变换器与母线#2之间的连接关系；
(S2)调整变换器的逆变侧相位，使其与目标负荷线路的相位匹配后，将变换器的逆变侧连接至目标负荷线路，逐渐提高变换器的功率，并在目标负荷线路的全部功率由目标变压器通过变换器提供后，切断目标负荷线路与重载变压器之间的连接；
如图1所示，全控型AC/DC/AC变换器的逆变侧通过另一个连接头与负荷线路WL1相连，通过插拔该连接头，可以控制全控型AC/DC/AC变换器与负荷线路WL1之间的连接关系；
(S3)调整变换器逆变侧的相位，以使目标负荷线路的相位与目标变压器的低压侧母线的相位相匹配；
(S4)将目标负荷线路接入目标变压器的低压侧母线，并逐渐降低变换器的功率直至其为0；
(S5)切断变换器与目标变压器的低压侧母线以及与目标负荷线路之间的连接，由目标变压器的低压侧母线直接为目标负荷线路供电，从而完成负荷转带。
为了避免对全控型AC/DC/AC变换器造成过大的冲击，在本实施例中，在将全控型AC/DC/AC变换器的逆变侧连接至目标负荷线路之前，即从步骤(S1)转入步骤(S2)之前，还包括一个预启动过程，在该预启动过程中，将全控型AC/DC/AC变换器的整流侧接入目标变压器的低压侧母线后，由目标变压器对全控型AC/DC/AC变换器中的电容充电，在全控型AC/DC/AC变换器中的电容电压达到额定值时，再转入步骤(S2)。
本实施例中，采用模块化多电平换流器(MMC)作为全控型AC/DC/AC变换器，为负荷线路WL1提供临时的能量传递通道，相比于其他的全控型AC/DC/AC变换器，如两电平变换器、钳位三电平变换器等，MMC的输出谐波性能更好，对开关器件的耐压要求更低；本实施例使用模块化多电平换流器作为全控型AC/DC/AC变换器，能够在负荷转带的过程中，提供更为稳定的功率输出；
应当说明的是，全控型AC/DC/AC变换器具体选用MMC，仅为本发明优选的实施方式，不应理解为对本发明的唯一限定；在本发明其他的一些实施例中，也可以使用两电平变换器、钳位三电平变换器等其他全控型AC/DC/AC变换器。
MMC是一种应用于高压大功率场合的背靠背形式的换流器，其拓扑结构如图2所示，MMC三相每相各有上下2个桥臂，每个桥臂利用子模块串联的形式实现分压，同时也可以实现多电平输出。每个子模块采用电容作为储能元件。各桥臂一般要串联电抗器以抑制各相间电容电压不平衡导致的环流以及故障冲击电流。MMC采用载波移相多电平PWM调制技术，先通过整流侧MMC输出稳定的直流电，再通过逆变侧MMC输出交流电，可以控制输出交流电的幅值、频率与相位。Va、Vb和Vc示母线#2的电压。将MMC整流输入侧连接接头接于母线#2，作为临时传输能量通道的入口。将MMC逆变输出侧接于负荷线路，作为临时传输能量通道的出口。假设变压器T2容量充足，WL1转带到母线#2后仍能正常工作。
可以看到，MMC整流侧和逆变侧的上下桥臂都串联了一个桥臂电感，其功能主要是抑制各相间电容电压不平衡导致的环流以及故障时的冲击电流。在本实施例中，选用5mH线路滤波电感和1mH的桥臂电感；对于整流侧和逆变侧的MMC，都选用3000μF的子模块电容；对于整流侧MMC，选用1000μF的直流母线滤波电容。在本实施例中，MMC每相桥臂同时投入的子模块数为10个，当子模块直流侧电压为2kV时，则直流侧电压Vd为20kV(±10kV)。MMC交流侧输出电压通过叠加上、下桥臂电压得到，在一个基波周期内，调整上下桥臂的子模块投入个数，可以输出不同的桥臂电压。本实施例不涉及电压等级的变换。
图3所示为一个半桥结构子模块。其中包括上、下两个功率开关管VT1和VT2，上下两个功率开关管不能同时导通。对于半桥结构的子模块而言：当VT1导通、VT2关断时，子模块处于投入状态，子模块两端电压为电容电压VC；当VT1关断、VT2导通时，子模块处于切除状态，子模块两端电压为0；当VT1和VT2同时关断时，子模块处于闭锁状态。每一个子模块都有一个电容作为储能元件。通过合理地投切子模块，就会输出相应的电平。
针对MMC，本实施例选择采用载波移相多电平PWM调制法，载波移相多电平PWM调制方法由基本的SPWM调制技术演化而来，根据冲量等效定理使得输出的矩形波与目标波形等效。每相上/下桥臂的N个子模块由相位不同、幅值相同的一组共N个三角载波与调制波分别采用低频的SPWM调制后，产生N组PWM脉冲分别控制对应的N个子模块单元，而各模块也将输出对应的电压波形，叠加后得到多电平交流电压输出波形。各子模块的三角载波依次滞后相同相位角，例如，对于有N个子模块的上/下桥臂而言，载波相位会依次错开2π/N，分别与同一个调制波比较后，产生N组触发脉冲来控制N个子模块单元的投切状态。当调制波幅值大于载波幅值时，子模块处于投入状态；反之，子模块处于切除状态。因此对于有N个子模块的上/下桥臂而言，桥臂电压经过叠加会得到N+1个电平。通常情况下，考虑到子模块电容电压的均衡要求，需要协调相同相的上、下桥臂电压，保证任意时刻每相投入子模块数目均为N。因此使得下桥臂调制波相位与上桥臂相反，此时上、下桥臂对应开关管状态完全对称，保证了每相2N个子模块一定有N个子模块处于投入状态。
图4所示为MMC的直接电流控制框图。其中MMC采用了基于dq变换的电流矢量解耦控制策略，结构上采用电压外环、电流内环的双闭环控制。图4左侧为电流内环解耦控制器，右侧为电压源变换器的数学模型。图中id、iq分别为有功电流和无功电流的实际值，id *、iq *分别为有功电流和无功电流的指令值，ud、uq分别为变换器交流电压实际值的dq轴分量，ud *、uq *分别为变换器交流电压指令值的dq轴分量，esd、esq分别为电网电压的dq轴分量，Leq为变换器等效电抗，Req为变换器等效电阻。MMC整流侧电压外环采用定直流电压控制，电流内环的有功电流指令值由定直流电压控制给定，无功电流指令值为0；MMC逆变侧电压外环采用定有功功率控制和定交流电压控制，定有功功率控制提供有功电流指令值，定交流电压控制提供无功电流指令值。
在上述步骤(S4)中，可以通过逐渐降低MMC逆变侧定有功功率控制的指令值，使有功电流指令值id *降低，实现MMC传输功率的降低。
总的来说，本实施例利用全控型AC/DC/AC变换器提供灵活接入、灵活退出的功率通道，可以在不停电的情况下实现负荷转带，从而有效地解决配电网变压器重载的问题，灵活地进行负荷转带，提高配电网的供电可靠性。
应当说明的是，本发明所提供的基于全控型AC/DC/AC变换器的变电站负荷转带方法，可适用于任意一种规模的变电站，如220kV/110kV/10kV、110kV/35kV/10kV、35kV/10kV等，而不限于实施例中的110kV/10kV；所适用的负荷线路，除了可以是同时与两个变压器之间存在电气连接的负荷线路，也可以是同时与更多变压器之间存在电气连接的负荷线路，此时在选择容量充足的变压器时，可以采用任意一种选择策略，例如，可以选择负载率最小的变压器；关于变压器重载与否和容量充足与否的判定阈值，也并不限于本实施例中所列出的具体阈值。
此外，在变电站设计时，若已知供电区域内的负荷波动较大，可以使得多个负荷线路同时接于不同变压器的低压侧母线，例如，在图1所示的变电站中，除了WL1，还可以使其他负荷线路也同时与母线#1和母线#2有电气连接。当某一台变压器重载而难以通过转带单一负荷恢复正常工作状态时，可利用多个全控型AC/DC/AC变换器转带接入该重载变压器的低压侧母线的多条负荷线路，在负荷转带过程中，每个全控型AC/DC/AC变换器用于完成一条负荷线路的转带。
实施例二：
一种基于全控型AC/DC/AC变换器的变电站负荷转带装置，包括：变换器、负荷监测模块、预启动模块、转带模块、调制模块和电压电流控制模块；
负荷监测模块，用于持续监测变电站内各变压器的负载率，并在任意一个变压器出现重载时，根据重载变压器的负载情况，确定需要进行转带的一条或多条目标负荷线路；
预启动模块，用于选取一个与待转带的目标负荷线路之间存在电气连接且容量充足的变压器作为目标变压器；
转带模块，用于将变换器的整流侧接入目标变压器的低压侧母线；
调制模块，用于在变换器的整流侧接入目标变压器的低压侧母线后，调整变换器的逆变侧相位，使其与目标负荷线路的相位匹配；
转带模块，还用于在变换器的逆变侧相位与目标负荷线路的相位匹配后，将变换器的逆变侧连接至目标负荷线路；
电压电流控制模块，用于在变换器的逆变侧连接至目标负荷线路后，逐渐提高变换器的功率，直至目标负荷线路的全部功率由目标变压器通过变换器提供；
转带模块，还用于在目标负荷线路的全部功率由目标变压器通过变换器提供后，切断目标负荷线路与重载变压器之间的连接；
调制模块，还用于在转带模块切断目标负荷线路与重载变压器之间的连接后，调整变换器逆变侧的相位，以使目标负荷线路的相位与目标变压器的低压侧母线的相位相匹配；
转带模块，还用于在目标负荷线路的相位与目标变压器的低压侧母线的相位相匹配时，将目标负荷线路接入目标变压器的低压侧母线；
电压电流控制模块，还用于在目标负荷线路接入目标变压器之后，逐渐降低变换器的功率直至其为0；
转带模块，还用于在变换器的功率为0时，切断变换器与目标变压器的低压侧母线以及与目标负荷线路之间的连接，由目标变压器的低压侧母线直接为目标负荷线路供电，从而完成负荷转带；
其中，变换器为全控型AC/DC/AC变换器；目标负荷线路与变电站中多个变压器之间均存在电气连接；
本实施例中，调制模块在调整变换器逆变侧相位，使其与目标负荷线路的相位匹配之前，还会由目标变压器对变换器中的电容充电，直至变换器中的电容电压达到额定值；
在本实施例中，各模块的具体实施方式，可参考上述方法实施例中的描述，在此将不作复述。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于全控型AC/DC/AC变换器的变电站负荷转带方法，其特征在于，包括：
持续监测变电站内各变压器的负载率，当任意一个变压器出现重载时，根据重载变压器的负载情况，确定需要进行转带的一条或多条目标负荷线路，并按照如下步骤完成各目标负荷线路的转带：
(S1)选取一个与待转带的目标负荷线路存在电气连接且容量充足的变压器作为目标变压器，并将变换器的整流侧接入所述目标变压器的低压侧母线；
(S2)调整所述变换器的逆变侧相位，使其与所述目标负荷线路的相位匹配后，将所述变换器的逆变侧连接至所述目标负荷线路，逐渐提高所述变换器的功率，并在所述目标负荷线路的全部功率由所述目标变压器通过所述变换器提供后，切断所述目标负荷线路与所述重载变压器之间的连接；
(S3)调整所述变换器逆变侧的相位，以使所述目标负荷线路的相位与所述目标变压器的低压侧母线的相位相匹配；
(S4)将所述目标负荷线路接入所述目标变压器的低压侧母线，并逐渐降低所述变换器的功率直至其为0；
(S5)切断所述变换器与所述目标变压器的低压侧母线以及与所述目标负荷线路之间的连接，由所述目标变压器的低压侧母线直接为所述目标负荷线路供电，从而完成负荷转带；
其中，所述变换器为全控型AC/DC/AC变换器；所述目标负荷线路与变电站中多个变压器之间均存在电气连接；所述步骤(S1)还包括：
将所述变换器的整流侧接入所述目标变压器的低压侧母线后，由所述目标变压器对所述变换器中的电容充电，在所述变换器中的电容电压达到额定值时，再转入步骤(S2)。
2.如权利要求1所述的基于全控型AC/DC/AC变换器的变电站负荷转带方法，其特征在于，所述变换器为模块化多电平换流器。
3.如权利要求2所述的基于全控型AC/DC/AC变换器的变电站负荷转带方法，其特征在于，所述模块化多电平换流器采用载波移相多电平PWM调制法。
4.如权利要求1所述的基于全控型AC/DC/AC变换器的变电站负荷转带方法，其特征在于，所述步骤(S1)中，所选取的目标变压器为变电站中，与所述目标负荷线路存在电气连接的所有变压器中，负载率最小的变压器。
5.一种基于全控型AC/DC/AC变换器的变电站负荷转带装置，其特征在于，包括：变换器、负荷监测模块、预启动模块、转带模块、调制模块和电压电流控制模块；
所述负荷监测模块，用于持续监测变电站内各变压器的负载率，并在任意一个变压器出现重载时，根据重载变压器的负载情况，确定需要进行转带的一条或多条目标负荷线路；
所述预启动模块，用于选取一个与待转带的目标负荷线路之间存在电气连接且容量充足的变压器作为目标变压器；
所述转带模块，用于将所述变换器的整流侧接入所述目标变压器的低压侧母线；
所述调制模块，用于在所述变换器的整流侧接入所述目标变压器的低压侧母线后，调整所述变换器的逆变侧相位，使其与所述目标负荷线路的相位匹配；
所述转带模块，还用于在所述变换器的逆变侧相位与所述目标负荷线路的相位匹配后，将所述变换器的逆变侧连接至所述目标负荷线路；
所述电压电流控制模块，用于在所述变换器的逆变侧连接至所述目标负荷线路后，逐渐提高所述变换器的功率，直至所述目标负荷线路的全部功率由所述目标变压器通过所述变换器提供；
所述转带模块，还用于在所述目标负荷线路的全部功率由所述目标变压器通过所述变换器提供后，切断所述目标负荷线路与所述重载变压器之间的连接；
所述调制模块，还用于在所述转带模块切断所述目标负荷线路与所述重载变压器之间的连接后，调整所述变换器逆变侧的相位，以使所述目标负荷线路的相位与所述目标变压器的低压侧母线的相位相匹配；
所述转带模块，还用于在所述目标负荷线路的相位与所述目标变压器的低压侧母线的相位相匹配时，将所述目标负荷线路接入所述目标变压器的低压侧母线；
所述电压电流控制模块，还用于在所述目标负荷线路接入所述目标变压器之后，逐渐降低所述变换器的功率直至其为0；
所述转带模块，还用于在所述变换器的功率为0时，切断所述变换器与所述目标变压器的低压侧母线以及与所述目标负荷线路之间的连接，由所述目标变压器的低压侧母线直接为所述目标负荷线路供电，从而完成负荷转带；
其中，所述变换器为全控型AC/DC/AC变换器；所述目标负荷线路与变电站中多个变压器之间均存在电气连接；所述调制模块在调整所述变换器逆变侧相位，使其与所述目标负荷线路的相位匹配之前，还会由所述目标变压器对所述变换器中的电容充电，直至所述变换器中的电容电压达到额定值。
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