CN116995688A - 一种混合潮流控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及输电技术领域，公开了一种混合潮流控制器，包括：移相变压器及换流器，其中，移相变压器，其串联变串入交流电力线路中，其励磁变与换流器的交流侧的第一端连接；换流器，其交流侧的第二端接地。本发明将移相变压器与换流器相结合，提出一种可行且经济的混合潮流控制器拓扑结构，既保留了传统设备容量大和过载能力强的特性，又具备电力电子快速、频繁、连续和精确调节的能力。
Description
技术领域
本发明涉及输电技术领域，具体涉及一种混合潮流控制器。
背景技术
新能源入网规模不断增大，其出力的强随机性、波动性和间歇性，导致外送通道潮流时空分布不均衡，电力系统潮流阻塞问题突出。为应对上述问题，通常采用电网规划、电网运行两种思路予以缓解。从电网规划方面，主要存在电网利用率不高、投资经济效益低；从电网运行方面，改变发电机运行状态、改变网架结构等，难以充分应对高比例新能源入网对电网潮流时空分布的冲击。
除上述常规手段外，近年具备柔性调控功能的先进装备也逐渐被关注，并示范应用。其中对应潮流调控类的装备，主要有基于电磁变换的移相变压器和基于电力电子技术的灵活交流输电装备。电磁变换的移相变压器容量大、过载高、成本低，但调节精度低且调节速度/次数受限；灵活交流输电装备能够实现快速、频繁、连续、精确的调节，但过载能力弱、造价高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种混合潮流控制器，以解决电磁变换的移相变压器容量大、过载高、成本低，但调节精度低且调节速度/次数受限；灵活交流输电装备能够实现快速、频繁、连续、精确的调节，但过载能力弱、造价高的问题。
本发明提供了一种混合潮流控制器，包括：移相变压器及换流器，其中，移相变压器，其串联变串入交流电力线路中，其励磁变与换流器的交流侧的第一端连接；换流器，其交流侧的第二端接地。
本发明将移相变压器与换流器相结合，提出一种可行且经济的混合潮流控制器拓扑结构，既保留了传统设备容量大和过载能力强的特性，又具备电力电子快速、频繁、连续和精确调节的能力。
在一种可选的实施方式中，当移相变压器电压等级高于预设电压阈值时，移相变压器为双芯非对称结构或双芯对称结构。
在一种可选的实施方式中，移相变压器为双芯对称结构时包括：串联变压器及励磁变压器，其中，串联变压器每相，其原边绕组串入交流电力线路中，其原边绕组的抽头与同相励磁变压器的原边绕组的第一端连接，其副边绕组的第一端与串联变压器邻相的副边绕组的第二端连接，其副边绕组的第一端还与励磁变压器其它相的副边绕组的抽头连接；励磁变压器每相，其原边绕组的第二端与其它相励磁变压器的原边绕组的第二端连接后接地，其副边绕组的第二端与换流器的交流侧的第一端连接。
在一种可选的实施方式中，根据实际调节需求设置励磁变压器的极性选择及分接开关档位数。
在一种可选的实施方式中，当移相变压器电压等级低于预设电压阈值时，移相变压器为单芯非对称结构或单芯对称结构。
在一种可选的实施方式中，换流器的每相由至少一个换流模块构成；当换流器由多个换流模块构成时，换流模块的交流侧串联连接。
在一种可选的实施方式中，混合潮流控制器还包括：移相变压器的输出端通过电抗器与换流器的交流侧连接。
在一种可选的实施方式中，混合潮流控制器还包括：换流器与移相变压器的中性点之间加装旁路开关。
在一种可选的实施方式中，混合潮流控制器还包括：移相变压器的接线出口与换流器之间加装隔离刀闸。
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是根据本发明实施例的混合潮流控制器的结构框图；
图2(a)、图2(b)分别是根据本发明实施例的双芯非对称结构、双芯对称结构；
图3是根据本发明实施例的又一混合潮流控制器的结构框图；
图4(a)、图4(b)分别是根据本发明实施例的单芯非对称结构、单芯对称结构；
图5是根据本发明实施例的换流模块的结构框图；
图6是根据本发明实施例的混合潮流控制器电气主接线图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
根据本发明实施例，提供了一种混合潮流控制器，如图1所示，包括：移相变压器1及换流器2。
如图1所示，移相变压器1，其串联变串入交流电力线路中，其励磁变与换流器2的交流侧的第一端连接；换流器2，其交流侧的第二端接地。
具体地，本实施例将机械式移相变压器1与电力电子换流阀相结合，提出一种可行且经济的混合潮流控制器拓扑结构，既保留了传统设备容量大和过载能力强的特性，又具备电力电子快速、频繁、连续和精确调节的能力。
在一些可选的实施方式中，当移相变压器1电压等级高于预设电压阈值时，移相变压器1为双芯非对称结构或双芯对称结构。具体地，双芯非对称结构或双芯对称结构分别如图2(a)、图2(b)所示。
具体地，高电压等级采用双芯型结构，采用一串一并两台变压器实现移相，分接头每级电压与通过电流可优化。
如图3所示，移相变压器1为双芯对称结构时包括：串联变压器11及励磁变压器12，串联变压器连接组别采用IIId形式，励磁变压器连接组别采用YNyn形式。具体地，串联变压器每相，其原边绕组串入交流电力线路中，其原边绕组的抽头与同相励磁变压器的原边绕组的第一端连接，其副边绕组的第一端与串联变压器邻相的副边绕组的第二端连接，其副边绕组的第一端还与励磁变压器其它相的副边绕组的抽头连接；励磁变压器每相，其原边绕组的第二端与其它相励磁变压器的原边绕组的第二端连接后接地，其副边绕组的第二端与换流器2的交流侧的第一端连接。
具体地，根据实际调节需求设置励磁变压器的极性选择及分接开关档位数，在此不作限制。
在一些可选的实施方式中，当移相变压器1电压等级低于预设电压阈值时，移相变压器1为单芯非对称结构或单芯对称结构。具体地，单芯非对称结构或单芯对称结构分别如图4(a)、图4(b)所示。
具体地，低电压等级采用单芯型结构，采用一台三相变压器实现移相，有载调压分接头和多抽头绕组均连接于绕组末端，故障时，直接承受短路电流或过电压。
在一些可选的实施方式中，如图3所示，换流器2的每相由至少一个换流模块21构成；当换流器2由多个换流模块21构成时，换流模块21的交流侧串联连接。
具体地，换流模块21拓扑结构如图5所示。本实施例的换流器可以采用H桥、两电平、三电平、多电平等结构形式。
在一些可选的实施方式中，如图2所示，混合潮流控制器还包括：
移相变压器1的输出端通过电抗器L与换流器2的交流侧连接。
在一些可选的实施方式中，如图6所示，混合潮流控制器还包括：换流器2与移相变压器1的中性点之间加装旁路开关3。
具体地，当线路部分发生故障时，可通过旁路开关3将换流器快速旁路，以防故障电流流经换流器2损坏设备。
在一些可选的实施方式中，如图6所示，混合潮流控制器还包括：移相变压器1的接线出口与换流器2之间加装隔离刀闸4。
具体地，根据系统需求，将隔离刀闸4合闸，即可将换流器旁路，实现移相变压器1的正常独立运行。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (9)
1.一种混合潮流控制器，其特征在于，包括：移相变压器及换流器，其中，
移相变压器，其串联变串入交流电力线路中，其并联变与所述换流器的交流侧的第一端连接；
换流器，其交流侧的第二端接地。
2.根据权利要求1所述的混合潮流控制器，其特征在于，当所述移相变压器电压等级高于预设电压阈值时，所述移相变压器为双芯非对称结构或双芯对称结构。
3.根据权利要求2所述的混合潮流控制器，其特征在于，所述移相变压器为双芯对称结构时包括：串联变压器及励磁变压器，其中，
串联变压器每相，其原边绕组串入交流电力线路中，其原边绕组中点的抽头与同相励磁变压器的原边绕组的第一端连接，其副边绕组的第一端与串联变压器邻相的副边绕组的第二端连接，其副边绕组的第一端还与励磁变压器其它相的副边绕组的抽头连接；
励磁变压器每相，其原边绕组的第二端与其它相励磁变压器的原边绕组的第二端连接后接地，其副边绕组的第二端与所述换流器的交流侧的第一端连接。
4.根据权利要求3所述的混合潮流控制器，其特征在于，根据实际调节需求设置所述励磁变压器的极性选择及分接开关档位数。
5.根据权利要求1所述的混合潮流控制器，其特征在于，当所述移相变压器电压等级低于预设电压阈值时，所述移相变压器为单芯非对称结构或单芯对称结构。
6.根据权利要求1所述的混合潮流控制器，其特征在于，
所述换流器的每相由至少一个换流模块构成；
当所述换流器由多个换流模块构成时，所述换流模块的交流侧串联连接。
7.根据权利要求1所述的混合潮流控制器，其特征在于，还包括：
所述移相变压器的输出端通过电抗器与所述换流器的交流侧连接。
8.根据权利要求1所述的混合潮流控制器，其特征在于，还包括：
所述换流器与所述移相变压器的中性点之间加装旁路开关。
9.根据权利要求1所述的混合潮流控制器，其特征在于，还包括：所述移相变压器的接线出口与所述换流器之间加装隔离刀闸。
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