CN114285046A - 一种连续可调串联加压移相变压器及其电压控制方法 - Google Patents

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CN114285046A CN202111550039.7A CN202111550039A CN114285046A CN 114285046 A CN114285046 A CN 114285046A CN 202111550039 A CN202111550039 A CN 202111550039A CN 114285046 A CN114285046 A CN 114285046A
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winding
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陈嘉雯
陈谦
王苏颖
王晨晟
何承树
史锐
牛应灏
钱倍奇
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Abstract

本发明公开了一种连续可调串联加压移相变压器及其电压控制方法,旨在解决现有技术中变压器的调节能力较弱的技术问题。移相变压器包括三绕组工频变压器、第一附加变压器、第二附加变压器、第一换流器、第二换流器、直流电容器和主控制器;电压控制方法包括如下步骤:获得相角控制要求,并根据相角控制要求调节附加变压器组的档位;根据档位调节后三绕组工频变压器低压侧的电流获得电流补偿要求,并根据电流补偿要求控制换流器组的参数,完成电压控制。本发明能够在保证变压器容量的同时连续精确的调节电压的相角,且容量更大、调节能力更强、可靠性更高,便于推广应用。

Description

一种连续可调串联加压移相变压器及其电压控制方法
技术领域
本发明涉及一种连续可调串联加压移相变压器及其电压控制方法,属于电力电子技术领域。
背景技术
目前市面上主要采用机械移相变压器和电力电子变压器,现有的机械移相变压器具有容量大、能够分档调节电压相位的优点,但其无法连续调节电压相位且无法在保持幅值不变的情况下调节电压的相角。现有的电力电子变压器采用五级变换结构,且直接将电力电子设备接入电网,故其能够连续调节电压相位,但是电力电子变压器的容量较小、效率较低、调节能力较弱、可靠性低。
发明内容
为了解决现有技术中变压器的调节能力较弱的问题,本发明提出了一种连续可调串联加压移相变压器及其电压控制方法,能够在保证变压器容量的同时连续精确的调节电压的相角,而且能够更好地改善电能质量。
为解决上述技术问题,本发明采用了如下技术手段:
第一方面,本发明提出了一种连续可调串联加压移相变压器,包括三绕组工频变压器、第一附加变压器、第二附加变压器、第一换流器、第二换流器、直流电容器和主控制器,所述三绕组工频变压器的高压侧与高压输电线路连接,三绕组工频变压器的低压侧的第二绕组与所述第一附加变压器的第一绕组连接,三绕组工频变压器的低压侧的第一绕组与所述第二附加变压器的第一绕组连接,第一附加变压器的第二绕组与第二附加变压器的第二绕组连接,第一附加变压器的第三绕组与所述第一换流器的交流侧连接,第二附加变压器的第一绕组还与负载连接,第二附加变压器的第三绕组与所述第二换流器的交流侧连接,第一换流器和第二换流器的直流测背靠背连接在一起,所述直流电容器并联在第一换流器和第二换流器的直流侧之间,所述主控制器分别与三绕组工频变压器的高压侧、三绕组工频变压器的低压侧的第一绕组、直流电容器、第一换流器和第二换流器电连接。
结合第一方面,进一步的,所述三绕组工频变压器的高压侧和所述第二附加变压器的第一绕组均安装有测量元件;所述直流电容器的两端安装有直流电压测量元件。
结合第一方面,进一步的,所述主控制器包括输入模块、控制模块、人机交互模块和输出模块,所述输入模块的输出端连接控制模块的输入端,控制模块的输出端分别连接人机交互模块和输出模块的输入端,输出模块的输出端分别连接第一附件变压器、第二附加变压器、第一换流器和第二换流器。
结合第一方面,进一步的,所述输入模块包括信号采集子模块和信号处理子模块,所述信号采集子模块用于实时采集三绕组工频变压器的高压侧信号、系统低压侧信号、直流电容电压信号和上层电网潮流控制信号,所述信号处理子模块用于根据信号采集子模块采集的信号生成移相变压器的相角控制要求和电流补偿要求。
结合第一方面,进一步的,控制模块包括附加变压器控制子模块和换流器控制子模块,所述附加变压器控制子模块用于根据相角控制要求生成绕组控制信号,所述换流器控制子模块用于根据电流补偿要求生成换流器控制信号。
第二方面,本发明提出了一种连续可调串联加压移相变压器的电压控制方法,包括如下步骤:
根据上层电网潮流控制要求、三绕组工频变压器高压侧和低压侧的测量电压,获得相角控制要求;
根据相角控制要求,利用主控制器调节第一附加变压器和第二附加变压器的档位,并获得档位调节后三绕组工频变压器低压侧的电流;
根据档位调节后三绕组工频变压器低压侧的电流获得电流补偿要求;
根据电流补偿要求,利用主控制器控制第一换流器和第二换流器的参数,完成电压控制。
结合第二方面,进一步的,所述上层电网潮流控制要求包括三绕组工频变压器高压侧的目标有功功率和目标无功功率。
结合第二方面,进一步的,获得相角控制要求的方法包括如下步骤:
根据上层电网潮流控制要求获得三绕组工频变压器高压侧的目标电压;
根据三绕组工频变压器高压侧的目标电压、高压侧和低压侧的测量电压,利用潮流计算公式计算潮流控制的线路阻抗变化量,具体计算公式如下:
Figure BDA0003416918250000031
dU′2=ΔU1=U′1-U1 (2)
其中,dU′2表示三绕组工频变压器低压侧电压降落量的目标变化量,P2表示三绕组工频变压器低压侧的测量有功功率,ΔR表示连续可调串联加压移相变压器的线路电阻变化量,Q2表示三绕组工频变压器低压侧的测量无功功率,ΔX表示连续可调串联加压移相变压器的线路电抗变化量,j为单位向量,U2表示三绕组工频变压器低压侧的测量电压,ΔU1表示三绕组工频变压器高压侧电压降落量的变化量,U′1表示三绕组工频变压器高压侧的目标电压,U1表示三绕组工频变压器高压侧的测量电压;
根据三绕组工频变压器高压侧的目标电压和低压侧的测量电压计算潮流控制的相角变化量,计算公式如下:
Figure BDA0003416918250000041
其中,
Figure BDA0003416918250000042
表示相角变化量,δU′2表示三绕组工频变压器低压侧电压降落的目标横分量,ΔU′2表示三绕组工频变压器低压侧电压降落的目标纵分量;
利用线路阻抗变化量和相角变化量组成相角控制要求。
结合第二方面,进一步的,获得电流补偿要求的方法包括如下步骤:
对档位调节后三绕组工频变压器低压侧的电流进行负序电流和正序电流的分解计算,获得低压侧的正序有功电流、正序无功电流、负序有功电流和负序无功电流;
在不考虑零序有功电流和零序无功电流分量的条件下,按照补偿顺序生成低压侧的电流补偿要求;
所述补偿顺序为:优先补偿负序有功电流,其次补偿负序无功电流和正序无功电流,不补偿正序无功电流。
结合第二方面,进一步的,第一附加变压器和第二附加变压器的第二绕组上包括多个位置固定的档位,相邻两个档位之间的距离相同;第一换流器和第二换流器的参数包括脉宽调节比和相位角。
采用以上技术手段后可以获得以下优势:
本发明提出了一种连续可调串联加压移相变压器及其电压控制方法,在三绕组工频变压器的低压侧串联2个附加变压器,通过调节附加变压器的档位可以改变线路阻抗,进而实现相角调节。本发明基于上层电网潮流控制要求计算线路阻抗需要的调节量(线路阻抗变化量)和相角变化量,相角调节的准确度和实时性更好。本发明通过将系统低压侧的电气量分解,计算出低压电网的负序电流和无功缺额,有选择、有针对的对负序和无功进行治理,通过控制2个换流器进行电流补偿,能够有效的补偿附加变压器高压侧消耗的无功功率和调配两个桥臂的不平衡有功功率,达到降低系统低压侧负序电流和提高功率因数的目的,进而更好的改善电能质量的效果,可以更精确的根据补偿容量进行相应的综合补偿,对容量的配置和利用更加合理。
与现有的机械移相变压器相比,本发明变压器能够连续精确的调节电压的相角,与现有的电力电子变压器相比,本发明变压器的容量更大、调节能力更强,可靠性更高,更加便于推广应用。
附图说明
图1为本发明一种连续可调串联加压移相变压器的结构示意图;
图2为本发明实施例中主控制器的工作原理图;
图3为本发明实施例中换流器控制子模块的工作原理图;
图4为本发明一种连续可调串联加压移相变压器的电压控制方法的步骤流程图;
图5为本发明实施例中连续可调串联加压移相变压器的电压相位图;
图6为本发明实施例中传统机械移相变压器的电压相位图;
图中,1是三绕组工频变压器,2是第一附加变压器,3是第二附加变压器,4是第一换流器,5是第二换流器,6是直流电容器,7是主控制器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明:
本发明提出了一种连续可调串联加压移相变压器,如图1所示,主要包括三绕组工频变压器1、第一附加变压器2、第二附加变压器3、第一换流器4、第二换流器5、直流电容器6和主控制器7,其中,三绕组工频变压器的高压侧与高压输电线路连接,三绕组工频变压器的低压侧的第二绕组与第一附加变压器的第一绕组①连接,三绕组工频变压器的低压侧的第一绕组与第二附加变压器的第一绕组①连接,第一附加变压器的第二绕组②与第二附加变压器的第二绕组②连接,第一附加变压器的第三绕组③与第一换流器的交流侧连接,第二附加变压器的第一绕组①还与负载连接,第二附加变压器的第三绕组③与第二换流器的交流侧连接,第一换流器和第二换流器的直流测背靠背连接在一起,直流电容器并联在第一换流器和第二换流器的直流侧之间,主控制器分别与三绕组工频变压器的高压侧、三绕组工频变压器的低压侧的第一绕组、直流电容器、第一换流器和第二换流器电连接。
三绕组工频变压器的高压侧和所述第二附加变压器的第一绕组①均安装有测量元件(HT和LT),测量元件用于测量三绕组工频变压器的高压侧和低压侧的电压、电流;直流电容器的两端安装有直流电压测量元件 (DCPT),用于测量换流器直流侧的电压。HT、LT和DCPT采集到的电压、电流数据会通过线路传输到主控制器。
主控制器主要包括输入模块、控制模块、人机交互模块和输出模块, HT、LT和DCPT等连接输入模块的输入端,输入模块的输出端连接控制模块的输入端,控制模块的输出端分别连接人机交互模块和输出模块的输入端,输出模块的输出端分别连接第一附件变压器、第二附加变压器、第一换流器和第二换流器。
主控制器的工作原理如图2所示,其中,输入模块主要包括信号采集子模块和信号处理子模块;控制模块主要包括附加变压器控制子模块和换流器控制子模块;输出模块主要包括PWM生成电路和驱动放大电路。信号采集子模块能够通过HT、LT和DCPT实时采集三绕组工频变压器的高压侧信号(三相电流信号IA、IB和IC,三相电压信号UA、UB和UC)、系统低压侧信号(三相电流信号Ia、Ib和Ic,三相电压信号Ua、Ub和Uc)和直流电容电压信号(直流电容器两端电压值Udc),还可以通过连接上层电网调度中心获得上层电网潮流控制信号,信号处理子模块可以将上层电网潮流控制信号转换成相角控制要求,并将低压侧的负序电流和正序电流的实时分解计算,得到低压侧的正序有功电流I1P、正序无功电流I1Q、负序有功电流I2P、负序无功电流I2Q四组电流分量;在不考虑零序有功电流和零序无功电流分量的条件下,通过低压侧a相、b相、c相有功功率的平衡以及各自输出无功功率的补偿,生成移相变压器的电流补偿要求;附加变压器控制子模块获取信号处理子模块输出的相角控制要求,并自动生成针对第一附加变压器和第二附加变压器的绕组控制信号,换流器控制子模块获取信号处理子模块输出的电流补偿要求,并自动生成针对第一换流器和第二换流器的换流器控制信号;PWM生成电路将绕组控制信号和换流器控制信号调制成PWM 控制脉冲,驱动放大电路将PWM控制脉冲放大后驱动附加变压器的档位调节元件和换流器的电力电子开关器件,进行相角控制和功率补偿,实现闭环控制。人机交互模块可以试试展示本发明移相变压器的工作参数(电压、电流、功率等),还能够接收外部信号,对主控制器的控制信号进行调整。
换流器控制子模块包括a相负序电流补偿单元、a相无功电流控制单元,如图3所示,a相负序电流补偿单元外环以I2P为控制量,并设定其目标值为零,从而通过有功分量补偿a相的负序电流;a相无功电流控制单元外环以I1Q+I2Q为控制量,并设定其目标值为零,从而综合补偿了低压侧的无功分量。
本发明连续可调串联加压移相变压器的工作原理如下:
变压器通电后,主控制器实时获取三绕组工频变压器高压侧、低压侧、直流电容器的电压、电流,并根据采集到的电压、电流获得相角控制要求和电流补偿要求,根据相角控制要求调节第一附加变压器和第二附加变压器的档位,根据电流补偿要求调节第一换流器和第二换流器的脉宽调节比和相位角,在保持电压幅值不变的前提下实现电压相位的连续调节,完成电压控制。
本发明还提出了一种连续可调串联加压移相变压器的电压控制方法,如图4所示,主要包括如下步骤:
步骤A、根据上层电网潮流控制要求、三绕组工频变压器高压侧和低压侧的测量电压,获得相角控制要求。
本发明连续可调串联加压移相变压器的主控制器可以通过连接上层电网调度中心获得上层电网潮流控制信号,上层电网潮流控制要求主要包括三绕组工频变压器高压侧的目标有功功率和目标无功功率。
在本发明实施例中,步骤A的具体操作如下:
步骤A01、根据上层电网潮流控制要求获得三绕组工频变压器高压侧的目标电压,根据目标有功功率和目标无功功率利用功率计算公式计算目标电压的值。
步骤A02、根据三绕组工频变压器高压侧的目标电压、高压侧和低压侧的测量电压,利用潮流计算公式计算潮流控制的线路阻抗变化量,基于现有的潮流计算公式推导变化量的计算公式,潮流计算公式为:
U1=U2+dU2 (4)
Figure BDA0003416918250000091
ΔP1=P′1-P1 (6)
ΔP2=P′2-P2 (7)
其中,U1表示三绕组工频变压器高压侧的测量电压,U2表示三绕组工频变压器低压侧的测量电压,dU2表示三绕组工频变压器低压侧电压降落量的测量变化量,P2表示三绕组工频变压器低压侧的测量有功功率,R表示连续可调串联加压移相变压器的线路电阻,Q2表示三绕组工频变压器低压侧的测量无功功率,X表示连续可调串联加压移相变压器的线路电抗,j为单位向量,ΔU2表示三绕组工频变压器低压侧电压降落量的变化量,δU2表示三绕组工频变压器低压侧电压降落的测量横分量,ΔP1表示三绕组工频变压器高压侧的有功功率变化量,P′1表示三绕组工频变压器高压侧的目标有功功率,P1表示三绕组工频变压器高压侧的测量有功功率,ΔP2表示三绕组工频变压器低压侧的有功功率变化量,P′2表示三绕组工频变压器低压侧的目标有功功率,P2表示三绕组工频变压器低压侧的测量有功功率。
本发明中,线路阻抗变化量的计算公式如下:
Figure BDA0003416918250000101
dU′2=ΔU1=U′1-U1 (9)
其中,dU′2表示三绕组工频变压器低压侧电压降落量的目标变化量,ΔR 表示连续可调串联加压移相变压器的线路电阻变化量,ΔX表示连续可调串联加压移相变压器的线路电抗变化量,ΔU1表示三绕组工频变压器高压侧电压降落量的变化量,U′1表示三绕组工频变压器高压侧的目标电压。
步骤A03、根据三绕组工频变压器高压侧的目标电压和低压侧的测量电压计算潮流控制的相角变化量,计算公式如下:
Figure BDA0003416918250000102
其中,
Figure BDA0003416918250000111
表示相角变化量,δU′2表示三绕组工频变压器低压侧电压降落的目标横分量,ΔU′2表示三绕组工频变压器低压侧电压降落的目标纵分量。
步骤A04、利用线路阻抗变化量和相角变化量组成相角控制要求,线路阻抗变化量与相角变化量具有相关性,通过改变线路阻抗即可改变相角。
步骤B、根据相角控制要求,利用主控制器调节第一附加变压器和第二附加变压器的档位,并获得档位调节后三绕组工频变压器低压侧的电流。本发明中的第一附加变压器和第二附加变压器的第二绕组上包括多个位置固定的档位,相邻两个档位之间的距离相同,不同的档位代表接入线路的阻抗不同,因此,本发明可以根据相角控制要求中的线路阻抗变化量调节附加变压器的档位,从而改变接入线路的阻抗,进而改变电压的相角。在相角改变后,本发明需要通过LT再次获取绕组工频变压器低压侧的电流,以便对变压器进行电流补偿。
步骤C、根据档位调节后三绕组工频变压器低压侧的电流获得电流补偿要求,步骤C的具体操作如下:
步骤C01、对档位调节后三绕组工频变压器低压侧的电流进行负序电流和正序电流的分解计算,获得低压侧的正序有功电流、正序无功电流、负序有功电流和负序无功电流。
步骤C02、在不考虑零序有功电流和零序无功电流分量的条件下,按照补偿顺序生成低压侧的电流补偿要求,其中,补偿顺序为:优先补偿负序有功电流,其次补偿负序无功电流和正序无功电流,不补偿正序无功电流。
假设三绕组工频变压器高压侧的电压是三相对称的,其原边、副边电流电压关系:
Figure BDA0003416918250000121
其中,
Figure 1
分别为三绕组工频变压器高、低压侧第一绕组的三相电压,K为三绕组工频变压器高压侧和低压侧第一绕组的变比,由(11)式可知,变压器低压侧第一绕组即系统低压侧三相电压也是对称的;以a相电压为基准,即
Figure BDA0003416918250000123
Figure BDA0003416918250000124
Figure 2
根据对称向量法,可得到附加变压器高压侧正序、负序电流为:
Figure BDA0003416918250000126
Figure BDA0003416918250000127
其中,
Figure BDA0003416918250000128
表示附加变压器高压侧正序电流,
Figure BDA0003416918250000129
分别表示附加变压器a相、b相、c相的电流,
Figure BDA00034169182500001210
表示附加变压器高压侧负序电流,
Figure BDA00034169182500001211
假设附加系统低压侧a相、b相、c 相负载分别为Pa+jQa、Pb+jQb、Pc+jQc,则可以得到a相、b相、c相的电流分别为:
Figure BDA00034169182500001212
Figure BDA0003416918250000131
Figure BDA0003416918250000132
其中,Pa、Pb、Pc分别表示a相、b相、c相的有功功率,Qa、Qb、Qc分别表示a相、b相、c相的无功功率。
将公式(14)(15)和(16)带入到公式(12)和(13),可得:
Figure BDA0003416918250000133
Figure BDA0003416918250000134
由公式(17)和(18)可以看出理想状态下变压器高压侧的负序电流与负载的关系:若要将系统低压侧的负序电流补偿至0,即要求第二附加变压器的a、b、c三相负载的有功和无功均相同;进一步将系统低压侧的正序电流和负序电流分解为有功分量和无功分量,两者均相互垂直,如下:
Figure BDA0003416918250000135
Figure BDA0003416918250000136
其中:
Figure BDA0003416918250000137
由公式(19)、(20)、(21)可以看出,系统低压侧电流可以分解为以下几个分量:正序有功电流I1P,正序无功电流I1Q,负序有功电流I2P,负序无功电流I2Q,显然I1P无需补偿,因此对补偿负序电流而言,需要首先补偿负序有功电流I2P为零。对I2Q进行补偿,其目的是补偿负序电流,兼顾提高功率因数;在完成负序补偿的基础上对I1Q进行补偿,其目的是提高功率因数。
步骤D、根据电流补偿要求,利用主控制器控制第一换流器和第二换流器的参数,完成电压控制,其中,第一换流器和第二换流器的参数包括脉宽调节比和相位角。相角调节完成后,根据新测得的三绕组工频变压器高压侧的电流、电压以及系统低压侧的电流、电压,调节第二换流器的脉宽调制比m2以及相位角δ2,使各相的有功功率P′a,P′b,P′c满足
Figure BDA0003416918250000141
Figure BDA0003416918250000142
无功功率补偿至0,然后调节第一换流器的脉宽调制比m1以及相位角δ1使三绕组工频变压器高压侧无功功率补偿至0。
图5和图6分别为本发明移相变压器和传统机械移相变压器的电压相位图,可以看出,当本发明的附加变压器组(第一附加变压器和第二附加变压器)只有第一绕组①和第二绕组②工作时,本发明移相变压器就相当于一个普通的机械移相变压器,只能根据档位调节,无法连续调节电压的相位,无法在保证电压幅值不变的情况下调节电压的相角,当相角偏移过大时,电压的幅值也会产生较大的变化,当本发明附加变压器组的第三绕组③投入工作时,可以在连续调节电压的相位的情况下,并且保持电压幅值不变。
与现有的机械移相变压器相比,本发明变压器能够连续精确的调节电压的相角,与现有的电力电子变压器相比,本发明变压器的容量更大、调节能力更强,可靠性更高,更加便于推广应用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种连续可调串联加压移相变压器,其特征在于,包括三绕组工频变压器、第一附加变压器、第二附加变压器、第一换流器、第二换流器、直流电容器和主控制器,所述三绕组工频变压器的高压侧与高压输电线路连接,三绕组工频变压器的低压侧的第二绕组与所述第一附加变压器的第一绕组连接,三绕组工频变压器的低压侧的第一绕组与所述第二附加变压器的第一绕组连接,第一附加变压器的第二绕组与第二附加变压器的第二绕组连接,第一附加变压器的第三绕组与所述第一换流器的交流侧连接,第二附加变压器的第一绕组还与负载连接,第二附加变压器的第三绕组与所述第二换流器的交流侧连接,第一换流器和第二换流器的直流测背靠背连接在一起,所述直流电容器并联在第一换流器和第二换流器的直流侧之间,所述主控制器分别与三绕组工频变压器的高压侧、三绕组工频变压器的低压侧的第一绕组、直流电容器、第一换流器和第二换流器电连接。
2.根据权利要求1所述的一种连续可调串联加压移相变压器,其特征在于,所述三绕组工频变压器的高压侧和所述第二附加变压器的第一绕组均安装有测量元件;所述直流电容器的两端安装有直流电压测量元件。
3.根据权利要求1所述的一种连续可调串联加压移相变压器,其特征在于,所述主控制器包括输入模块、控制模块、人机交互模块和输出模块,所述输入模块的输出端连接控制模块的输入端,控制模块的输出端分别连接人机交互模块和输出模块的输入端,输出模块的输出端分别连接第一附件变压器、第二附加变压器、第一换流器和第二换流器。
4.根据权利要求3所述的一种连续可调串联加压移相变压器,其特征在于,所述输入模块包括信号采集子模块和信号处理子模块,所述信号采集子模块用于实时采集三绕组工频变压器的高压侧信号、系统低压侧信号、直流电容电压信号和上层电网潮流控制信号,所述信号处理子模块用于根据信号采集子模块采集的信号生成移相变压器的相角控制要求和电流补偿要求。
5.根据权利要求4所述的一种连续可调串联加压移相变压器,其特征在于,控制模块包括附加变压器控制子模块和换流器控制子模块,所述附加变压器控制子模块用于根据相角控制要求生成绕组控制信号,所述换流器控制子模块用于根据电流补偿要求生成换流器控制信号。
6.基于权利要求1~5所述的连续可调串联加压移相变压器的电压控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
根据上层电网潮流控制要求、三绕组工频变压器高压侧和低压侧的测量电压,获得相角控制要求;
根据相角控制要求,利用主控制器调节第一附加变压器和第二附加变压器的档位,并获得档位调节后三绕组工频变压器低压侧的电流;
根据档位调节后三绕组工频变压器低压侧的电流获得电流补偿要求;
根据电流补偿要求,利用主控制器控制第一换流器和第二换流器的参数,完成电压控制。
7.根据权利要求6所述的连续可调串联加压移相变压器的电压控制方法,其特征在于,所述上层电网潮流控制要求包括三绕组工频变压器高压侧的目标有功功率和目标无功功率。
8.根据权利要求6所述的连续可调串联加压移相变压器的电压控制方法,其特征在于,获得相角控制要求的方法包括如下步骤:
根据上层电网潮流控制要求获得三绕组工频变压器高压侧的目标电压;
根据三绕组工频变压器高压侧的目标电压、高压侧和低压侧的测量电压,利用潮流计算公式计算潮流控制的线路阻抗变化量,具体计算公式如下:
Figure FDA0003416918240000031
dU′2=ΔU1=U′1-U1
其中,dU′2表示三绕组工频变压器低压侧电压降落量的目标变化量,P2表示三绕组工频变压器低压侧的测量有功功率,ΔR表示连续可调串联加压移相变压器的线路电阻变化量,Q2表示三绕组工频变压器低压侧的测量无功功率,ΔX表示连续可调串联加压移相变压器的线路电抗变化量,j为单位向量,U2表示三绕组工频变压器低压侧的测量电压,ΔU1表示三绕组工频变压器高压侧电压降落量的变化量,U′1表示三绕组工频变压器高压侧的目标电压,U1表示三绕组工频变压器高压侧的测量电压;
根据三绕组工频变压器高压侧的目标电压和低压侧的测量电压计算潮流控制的相角变化量,计算公式如下:
Figure FDA0003416918240000032
其中,
Figure FDA0003416918240000033
表示相角变化量,δU′2表示三绕组工频变压器低压侧电压降落的目标横分量,ΔU′2表示三绕组工频变压器低压侧电压降落的目标纵分量;
利用线路阻抗变化量和相角变化量组成相角控制要求。
9.根据权利要求6所述的连续可调串联加压移相变压器的电压控制方法,其特征在于,获得电流补偿要求的方法包括如下步骤:
对档位调节后三绕组工频变压器低压侧的电流进行负序电流和正序电流的分解计算,获得低压侧的正序有功电流、正序无功电流、负序有功电流和负序无功电流;
在不考虑零序有功电流和零序无功电流分量的条件下,按照补偿顺序生成低压侧的电流补偿要求;
所述补偿顺序为:优先补偿负序有功电流,其次补偿负序无功电流和正序无功电流,不补偿正序无功电流。
10.根据权利要求6所述的连续可调串联加压移相变压器的电压控制方法,其特征在于,第一附加变压器和第二附加变压器的第二绕组上包括多个位置固定的档位,相邻两个档位之间的距离相同;第一换流器和第二换流器的参数包括脉宽调节比和相位角。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104753359A (zh) * 2015-01-04 2015-07-01 河海大学 一种新型工频电力电子变压器及其实现方法
CN106505595A (zh) * 2016-12-22 2017-03-15 山东大学 基于mmc‑upfc的输电线路三相不平衡治理系统及方法
US20190190263A1 (en) * 2017-12-18 2019-06-20 Guangdong University Of Technology Fault ride-through circuit with variable frequency transformer and control method thereof
CN110601226A (zh) * 2019-09-20 2019-12-20 国网上海市电力公司 一种输电线路三相不平衡补偿方法
CN112165102A (zh) * 2020-09-25 2021-01-01 国网青海省电力公司果洛供电公司 一种应用电力电子调压器延长稀疏地区配电网供电半径的方法
CN113746099A (zh) * 2021-10-19 2021-12-03 哈尔滨理工大学 一种结合三电平变流器统一潮流控制器及其控制方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104753359A (zh) * 2015-01-04 2015-07-01 河海大学 一种新型工频电力电子变压器及其实现方法
CN106505595A (zh) * 2016-12-22 2017-03-15 山东大学 基于mmc‑upfc的输电线路三相不平衡治理系统及方法
US20190190263A1 (en) * 2017-12-18 2019-06-20 Guangdong University Of Technology Fault ride-through circuit with variable frequency transformer and control method thereof
CN110601226A (zh) * 2019-09-20 2019-12-20 国网上海市电力公司 一种输电线路三相不平衡补偿方法
CN112165102A (zh) * 2020-09-25 2021-01-01 国网青海省电力公司果洛供电公司 一种应用电力电子调压器延长稀疏地区配电网供电半径的方法
CN113746099A (zh) * 2021-10-19 2021-12-03 哈尔滨理工大学 一种结合三电平变流器统一潮流控制器及其控制方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
陈柏超;田翠华;: "电磁式特高压统一潮流控制器", 高电压技术, no. 12 *

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