CN212518415U - 一种调压变压器及潮流控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种调压变压器及潮流控制系统，调压变压器包括：变压器及至少一个调压电路，其中，变压器一次侧绕组与交流系统连接，其二次侧绕组的一端与至少一个调压电路串联连接，二次侧绕组另一端与交流系统连接；调压电路包括至少一个开关模块，通过控制开关模块的通断状态，控制调压电路输出电压。本实用新型将变压器二次侧绕组与至少一个调压电路连接，通过改变开关模块通断状态，调整调压电路输出端电压，并且通过改变调压绕组全部接入变压器时输出端电压幅值，从而实现多档调压，以及对交流系统输电线路电压幅值的控制。

Description

一种调压变压器及潮流控制系统

技术领域

本实用新型涉及电力装备技术，具体涉及一种调压变压器及潮流控制系统。

背景技术

随着经济的飞速发展，社会用电量的不断增加，以及日益复杂而又灵活的电网结构，给电力系统的安全经济运行提出了更高的要求。为使电网安全经济运行，对潮流的灵活调控是必不可少的。柔性交流输电系统(FACTS)利用电力电子装置，调节电网运行参数，有效地调控线路潮流。统一潮流控制器(Unified Power Flow Controller，UPFC)是FACTS中功能最强大的装置，其可以调节线路端电压和线路参数，不仅有快速独立的潮流调控能力，在动态无功补偿以及维持电网稳定性等方面也有很好的性能。但是UPFC主要由高压大功率电力电子器件构成，其成本昂贵，且开关损耗要比变压器等传统电气装置高得多，可靠性方面也不及传统装置。考虑到经济性等因素，UPFC在高压电网中没有得到广泛应用。传统的变压器分接开关动作速度慢，存在燃弧风险，且多次动作影响其使用寿命。同时，其对于系统振荡等情况无能为力，无法对电网电压实现动态柔性支撑的目标。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的变压器无法对电网电压实现动态柔性支撑缺陷，从而提供一种调压变压器及潮流控制系统。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

第一方面，本实用新型实施例提供一种调压变压器，包括：变压器及至少一个调压电路，其中，变压器一次侧绕组与交流系统连接，其二次侧绕组的一端与至少一个调压电路串联连接，二次侧绕组另一端与交流系统连接；调压电路包括至少一个开关模块，通过控制开关模块的通断状态，控制调压电路输出电压。

在一实施例中，所述调压电路包括：调压绕组、两个输出端及四个开关模块，其中，第一开关模块和第三开关模块的一端与调压绕组的一端连接，第一开关模块的另一端与第二开关模块的一端连接于第一连接点，并在第一连接点处引出第一输出端，第三开关模块的另一端与第四开关模块的一端连接于第二连接点，并在第二连接点处引出第二输出端，第二开关模块的另一端及第四开关模块的另一端均与调压绕组的另一端连接。

在一实施例中，当变压器二次侧绕组与多个调压电路连接时，所有调压电路的输出端通过串联方式互连。

在一实施例中，变压器为单相变压器或三相变压器。

在一实施例中，当所述调压变压器包括变压器、一个调压电路时，所述调压电路与变压器二次侧绕组串联，通过控制开关模块的通断状态，调压电路两个输出端的输出电压为三级电压。

在一实施例中，当所述调压变压器包括变压器、两个调压电路时，两个调压电路串联连接后与变压器二次侧绕组串联，通过控制开关模块的通断状态，通过控制开关模块的通断状态，两个调压电路串联后的两个输出端的输出电压为九级电压。

在一实施例中，当所述调压变压器包括变压器及三个调压电路时，三个调压电路串联连接后与变压器二次侧绕组串联，通过控制开关模块的通断状态，通过控制开关模块的通断状态，三个调压电路串联后的两个输出端的输出电压为二十七级电压。

第二方面，本实用新型实施例提供一种潮流控制系统，包括第一方面的调压变压器，还包括：控制器及至少一个换流器，其中，换流器的输入侧与调压变压器一次侧绕组连接，输出侧与调压变压器二次侧的调压电路输出端连接，换流器用于调节交流系统电压幅值与相位；控制器安装在交流系统电力线路上，用于采集其安装点、预设邻近范围的节点及支路的电压与电流，或接受上级调度指令，通过协调调压电路及换流器的输出电压幅值及相位，改变交流系统电压和潮流。

在一实施例中，潮流控制系统还包括：至少一个旁路开关模块，调压电路及换流器均与一个旁路开关并联，旁路开关模块用于当任意一个调压电路或换流器故障时，快速切除故障点；或调压电路输出端与换流器通过旁路开关模块连接，旁路开关模块用于当调压电路或换流器故障时，切断调压电路与换流器的电流回路。

在一实施例中，当调压变压器为单相变压器时，单相变压器一次侧绕组的一端与交流系统的任意一相输电线路连接，单相变压器一次侧绕组的另一端及自耦输出端与换流器输入侧连接，换流器输出侧的一端与单相变压器二次侧的调压电路的输出端连接。

在一实施例中，当调压变压器为三相变压器，换流器为单相换流器时，三相变压器每相一次侧绕组的自耦输出端均与一个换流器输入侧一端连接，三个换流器输入侧的另一端相互连接，每个换流器输出侧一端均与三相变压器对应相二次侧的调压电路输出端连接。

在一实施例中，潮流控制系统还包括：至少一个附加变压器，当调压变压器为三相变压器，换流器为三相换流器时，三相变压器每相一次侧绕组的自耦输出端均与换流器输入侧每相对应连接，换流器输出侧每相均与一个附加变压器一次侧绕组一端连接，每个附加变压器一次侧绕组的另一端互连，每个附加变压器二次侧绕组一端分别与三相变压器对应相二次侧的调压电路低电位输出端或高电位输出端连接，三个附加变压器二次侧绕组的另一端互联。

在一实施例中，当每个附加变压器二次侧绕组一端分别与三相变压器对应相二次侧的调压电路高电位输出端连接时，三相变压器每相二次侧绕组一端与地连接，另一端与对应附加变压器二次侧绕组连接，三相变压器对应相的二次侧的调压电路低电位输出端与对应的交流系统输电线路连接。

在一实施例中，当每个附加变压器二次侧绕组一端分别与三相变压器对应相二次侧的调压电路低电位输出端连接时，三相变压器每相二次侧绕组一端与对应的交流系统输电线路连接，三相变压器每相二次侧绕组另一端与调压电路连接，三相变压器对应相的二次侧的调压电路高电位输出端与对应的交流系统输电线路连接。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的调压变压器，将变压器二次侧绕组与至少一个调压电路连接，通过改变开关模块通断状态，调整调压电路输出端电压，并且通过改变调压绕组全部接入变压器时输出端电压幅值，从而实现多档调压，以及对交流系统输电线路电压幅值的控制。

2.本实用新型提供的潮流控制系统，在调压变压器基础上，引入换流器与变压器一次侧并联取能，换流器输出端与变压器二次侧串联连接，通过控制换流器运行状态，从而实现对交流系统并联无功补偿，以及对交流系统输电线路电压幅值及相位的控制，增强了对交流系统潮流控制能力；当调压变压器为三相变压器时，换流器可以为单相变压器或三相变压器，当调压变压器为单相变压器时，换流器可以为单相变压器，从而提高了潮流控制系统的灵活适应性；控制器控制换流器的运行状态，从而提高了潮流控制系统的稳定性，及其潮流控制能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例提供的调压变压器的一个具体示例的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的调压电路的一个具体示例的示意图；

图3为本实用新型实施例提供的旁路开关模块的一个具体示例的示意图；

图4为本实用新型实施例提供的潮流控制系统的一个具体示例的示意图；

图5为本实用新型实施例提供的调压变压器和换流器配合调压的电压调节范围；

图6为本实用新型实施例提供的调压电路的另一个具体示例的示意图；

图7为本实用新型实施例提供的潮流控制系统的另一个具体示例的示意图；

图8为本实用新型实施例提供的潮流控制系统的另一个具体示例的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型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。

实施例1

本实用新型实施例提供一种调压变压器1，应用于需要对输电线路进行调压的场合，如图1所示，包括：变压器11及至少一个调压电路12。

本实用新型实施例中的变压器一次侧绕组与交流系统连接，其二次侧绕组的一端与至少一个调压电路串联连接，二次侧绕组另一端与交流系统连接。调压电路包括至少一个开关模块，通过控制开关模块的通断状态，控制调压电路输出电压，此处变压器的一次侧可以为原边或是副边，二次侧为一次侧的对边。

图1中的变压器为单相变压器，其一次侧与交流系统一相输电线路连接，其二次侧绕组的一端(常规绕组的一端)与至少一个串联连接的调压电路连接(图2以二次侧绕组的一端与两个串联连接的调压电路连接举例说明)，常规绕组的另一端与交流系统对应相输电线路连接。

当变压器为三相变压器时，三相变压器一次侧与交流系统连接，其二次侧每相绕组的一端(常规绕组的一端)均与至少一个调压电路连接，二次侧每相常规绕组的另一端与交流系统对应相的输电线路连接。

如图2所示，所述调压电路包括：调压绕组121、两个输出端及四个开关模块122。第一开关模块S1和第三开关模块S3的一端与调压绕组的一端连接，第一开关模块S1的另一端与第二开关模块S2的一端连接于第一连接点，并在第一连接点处引出第一输出端，第三开关模块S3的另一端与第四开关模块S4的一端连接于第二连接点，并在第二连接点处引出第二输出端，第二开关模块S2的另一端及第四开关模块S4的另一端均与调压绕组的另一端连接。

图2为包括一个调压绕组及四个可控开关模块的调压电路，调压电路包括两个输出端，多个调压电路之间通过输出端串联连接。图2中，四个可控开关模块S1、S2、S3、S4构成一个H桥结构，每可控开关模块可由反并联的晶闸管，或者对顶串联的双向导通IGBT及其反并联二极管构成，图2中的开关模块由双向导通IGBT及其反并联二极管构成，仅以此举例，并不以此为限。

需要说明的是，变压器二次侧常规绕组串接的调压电路的数量及调压绕组匝数可以根据实际情况设定，且当变压器二次侧常规绕组与多个调压电路连接时，每个调压绕组的匝数可以不同。

图2中，S1和S3的一端与调压绕组的第一端相连，S1的另一端和S2的一端相连，之后共同连接并引出第一输出端；S3的另一端和S4的一端相连，之后共同连接并引出第二输出端，S2和S4的另一端均与调压绕组的第二端相连。

需要说明的是，本实用新型实施例中开关模块的数量不仅仅可以为4个，同时可以为其它数量个数，多个开关模块不仅仅能构成一个H桥结构，同时根据调压变压器应用现场实际情况，多个开关模块可以构成多个H桥结构，或者是开关模块与调压绕组的第一端、第二端及自耦输出端连接，可以通过改变开关模块的通断状态，使得调压绕组全部正向接入、或反向接入、或不完全正向接入及不完全反向接入变压器二次侧绕组，从而改变变压器二次侧与调压电路串联后输出的总电压。

在一具体实施例中，调压变压器还包括：至少一个旁路开关模块，调压电路均与一个旁路开关并联，旁路开关模块用于当任意一个调压电路时，快速切除所有的调压电路，如图3所示，旁路开关模块的两端与多个调压电路串联后的两个输出端分别连接，并旁路开关模块的一端接地。图3中的旁路开关模块为可控晶闸管开关，用于快速旁路故障点，此外，旁路开关模块还可以包含机械开关，用于可靠旁路故障点；避雷器，用于端间过压保护。当调压电路位于变压器低电位端时，旁路开关模块一端可直接接地，从而旁路开关模块导通下变压器具备稳定可靠的接地点。

本实用新型实施例中，通过改变调压绕组匝数，可以改变调压绕组全部接入变压器二次侧后的两个输出端的输出电压幅值。

本实用新型实施例中，当所述调压变压器包括变压器、一个调压电路时，所述调压电路与变压器二次侧绕组串联，通过控制开关模块的通断状态，调压电路两个输出端的输出电压为三级电压。

本实用新型实施例通过控制H桥结构中的开关模块的通断状态，可以实现模块输出正向绕组电压、反向绕组电压以及零电压三种状态。如图2所示，当变压器的一次侧与二次侧电流均从同名端流入绕组时，假设调压绕组正向接入变压器时，第一输出端、第二输出端之间电压为U1，调压绕组反向接入变压器时，第一输出端、第二输出端之间电压为-U1，变压器二次侧常规绕组两端电压为U，调压电路的控制方式如下：

①通过控制S1和S4导通、S2和S3关断，则调压电路的第一输出端、第二输出端之间输出调压绕组的正向电压，此时变压器常规绕组与调压电路串联连接后输出的电压为U+U1；

②通过控制S2和S3导通、S1和S4关断，则调压电路的第一输出端、第二输出端之间输出调压绕组的负向电压，此时变压器常规绕组与调压电路串联连接后输出的电压为U-U1；

③控制S1和S3导通，或者S2和S4导通时，则调压电路的第一输出端、第二输出端之间输出调压绕组的电压为0，此时变压器常规绕组与调压电路串联连接后输出的电压为U。

本实用新型实施例中，当所述调压变压器包括变压器、两个调压电路时，两个调压电路串联连接后与变压器二次侧绕组串联，通过控制开关模块的通断状态，通过控制开关模块的通断状态，两个调压电路串联后的两个输出端的输出电压为九级电压。

如图1所示，当变压器二次侧常规绕组与两个调压电路连接时，两个调压电路构成双H桥结构，假设变压器二次侧常规绕组两端电压为U，两个调压电路中的A调压电路正向接入变压器时，A调压电路第一输出端、第二输出端之间电压为U1，调压绕组反向接入变压器时，A调压电路第一输出端、第二输出端之间电压为-U1，则通过改变两个调压电路中的开关模块的通断状态，则A调压电路第一输出端、第二输出端之间电压为U1、-U1、0；B调压电路正向接入变压器时，B调压电路第一输出端、第二输出端之间电压为U2，调压绕组反向接入变压器时，B调压电路第一输出端、第二输出端之间电压为-U2，则通过改变两个调压电路中的开关模块的通断状态，则B调压电路第一输出端、第二输出端之间电压为U2、-U2、0；则两个调压电路串联连接后的两个输出端可以得到两个调压电路串联连接后输出的电压可以为U1+U2、U1、U1-U2、U2、U、-U2、-(U1-U2)、-U1、-(U1+U2)，因此通过改变两个调压电路中的开关模块的通断状态，可以使得变压器二次侧常规绕组与两个调压电路串联连接后输出的电压在九级电压间快速切换。

进一步地，当如图1所示的两个调压电路的A调压电路第一输出端、第二输出端之间电压为U1、-U1、0，B调压电路第一输出端、第二输出端之间电压为3U1、-3U1、0，则可以使得变压器二次侧常规绕组与两个调压电路串联连接后输出的电压在九级电压间连续调节，双H桥多级电压输出组合输出状态如下表所示。

本实用新型实施例中，当所述调压变压器包括变压器及三个调压电路时，三个调压电路串联连接后与变压器二次侧绕组串联，通过控制开关模块的通断状态，通过控制开关模块的通断状态，三个调压电路串联后的两个输出端的输出电压为二十七级电压。

当调压变压器中含有三个调压电路，假设变压器二次侧常规绕组两端电压为U，三个调压电路中的A调压电路正向接入变压器时，A调压电路第一输出端、第二输出端之间电压为U1，调压绕组反向接入变压器时，A调压电路第一输出端、第二输出端之间电压为-U1，则通过改变两个调压电路中的开关模块的通断状态，则A调压电路第一输出端、第二输出端之间电压为U1、-U1、0；B调压电路正向接入变压器时，B调压电路第一输出端、第二输出端之间电压为U2，调压绕组反向接入变压器时，B调压电路第一输出端、第二输出端之间电压为-U2，则通过改变两个调压电路中的开关模块的通断状态，则B调压电路第一输出端、第二输出端之间电压为U2、-U2、0；C调压电路正向接入变压器时，C调压电路第一输出端、第二输出端之间电压为U3，调压绕组反向接入变压器时，C调压电路第一输出端、第二输出端之间电压为-U3，则通过改变两个调压电路中的开关模块的通断状态，则C调压电路第一输出端、第二输出端之间电压为U3、-U3、0；三个调压电路串联后的两个输出端可以得到三个调压电路串联连接后输出的电压可以为U1+U2+U3、U2+U3、U2+U3-U1、U1+U3、U3、U3-U1、U3+U1-U2、U3-U2、U3-U2-U1、U1+U2、U2、U2-U1、U1、0、–(U1+U2+U3)、-(U2+U3)、-(U2+U3-U1)、-(U1+U3)、-U3、-(U3-U1)、-(U3+U1-U2)、-(U3-U2)、-(U3-U2-U1)、-(U1+U2)、-U2、-(U2-U1)、-U1，因此通过改变三个调压电路中的开关模块的通断状态，可以使得变压器二次侧常规绕组与三个调压电路串联连接后输出的电压在二十七级电压间快速切换。

当调压电路的个数为三个及以上时，通过改变每个调压绕组的匝数可以改变调压绕组全部接入变压器后两个输出端的电压幅值，从而实现更多级的调压，例如：调压当调压电路的个数为三个时，每个调压绕组全部接入变压器后两个输出端的电压幅值比例可以是1：1：1，也可以是1:2:4，如此能够调节出更多的电压。以调压电路的个数为3个为例，当调压绕组全部接入变压器后两个输出端的电压幅值比例是1：2：4，且调压绕组全部接入变压器后两个输出端的最小电压幅值为U时，则当三个调压电路串联连接后，总的输出电压可以为7U、6U、5U、4U、3U、2U、U、0、-U、2U、3U、4U、5U、6U、7U共15档；当调压绕组全部接入变压器后两个输出端的电压幅值比例是1：3：9，且调压绕组全部接入变压器后两个输出端的最小电压幅值为U时，则当三个调压电路串联连接后，总的输出电压可以为13U、12U、11U、10U、9U、8U、7U、6U、5U、4U、3U、2U、1U、0、-1U、-2U、-3U、-4U、-5U、-6U、-7U、-8U、-9U、-10U、-11U、-12U、-13U共27档。因此由上述可知，当变压器与越多的调压电路串联，且调压电路的调压绕组全部接入变压器后两个输出端的电压幅值越多等级时，变压器与调压电路串联后的可以输出越多等级的电压。

本实用新型实施例提供的调压变压器，将变压器二次侧绕组与至少一个调压电路连接，通过改变开关模块通断状态，调整调压电路输出端电压，并且通过改变调压绕组全部接入变压器时输出端电压幅值，从而实现多档调压，以及对交流系统输电线路电压幅值的控制。

实施例2

本实用新型实施例提供一种潮流控制系统，应用于需要对交流系统进行潮流控制的场合，潮流控制系统包括：控制器2、至少一个换流器3及实施例1的调压变压器1，调压变压器可以为单相调压变压器或三相调压变压器，当调压变压器为单相变压器，换流器为单相换流器时，一个调压变压器与一个换流器组合后连接于交流系统一相输电线路中；当调压变压器为三相变压器，换流器为单相换流器时，一个调压变压器与三个换流器连接后构成的潮流控制系统连接于交流系统输电线路中；当调压变压器为三相变压器，换流器为三相换流器时，一个调压变压器与一个换流器连接后构成的潮流控制系统连接于交流系统输电线路中。如图4所示为当调压变压器为单相变压器，换流器为单相换流器，且调压变压器含有两个调压电路，换流器由两个单相换流单元的情况，仅一次举例，但并不以此为限。

换流器的输入侧与调压变压器一次侧绕组连接，输出侧与调压变压器二次侧的调压电路输出端连接，换流器用于调节交流系统电压幅值与相位。

若调压变压器单独串接在交流系统中，由于其只能对交流电压幅值进行改变，但其并不能对交流电压相位进行改变，本实用新型实施例设置换流器，换流器的输入侧与调压变压器一次侧连接，即换流器与变压器并联取能，换流器输出侧与调压变压器二次侧的调压模块输出端连接。

控制器安装在交流系统电力线路上，用于采集其安装点、预设邻近范围的节点及支路的电压与电流，或接受上级调度指令，通过协调调压电路及换流器的输出电压幅值及相位，改变交流系统电压和潮流。

控制器用于采集安装点或附近节点(节点可以包括平衡节点、PQ节点、PV节点等)及支路电压与电流，利用电压与电流进行潮流计算，当潮流计算异常时，通过控制异常地点的换流器的输出电压幅值及相位，并结合调压变压器输出电压幅值，从而可以改变交流系统电压及潮流。

在一具体实施例中，如图4所示，当调压变压器为单相变压器时，单相变压器一次侧绕组的一端与交流系统的任意一相输电线路连接，单相变压器一次侧绕组的另一端及自耦输出端与换流器输入侧连接，换流器输出侧的一端与单相变压器二次侧的调压电路的输出端连接。

当调压变压器为单相变压器时，换流器为单相换流器，换流器输入侧与调压变压器一次侧并联取能，从而换流器为有源换流器，换流器输出侧与调压变压器二次侧低电位端的调压电路输出端连接，一个调压变压器与一个换流器组合后连接于交流系统一相输电电路中。

本实用新型实施例中的变压器副边常规绕组不仅与至少一个调压模块串联，还可以在调压模块低压输出端串联换流器，该换流器至少由两个共母线的换流器单元构成，至少一个换流器单元与变压器绕组并联取能，对系统提供动态无功补偿，稳定节点电压水平，换流器输出侧的换流器单元交流侧输出的交流输出电压与调压电路输出端串联，换流器具有小容量电压幅值相位快速调节能力，与调压电路以点面结合的方式可以实现大范围快速的潮流调节能力，两级型有载调压和有源换流器配合的电压调节范围如图5所示，图中A为潮流控制系统输出电压幅值，U_tap为潮流控制系统输出电压矢量。

在一具体实施例中，潮流控制系统还包括：至少一个旁路开关模块4，每个调压电路及换流器均与一个旁路开关并联，旁路开关模块用于当任意一个调压电路或换流器故障时，快速切除故障点；或调压电路输出端与换流器通过旁路开关模块连接，旁路开关模块用于当调压电路或换流器故障时，切断调压电路与换流器的电流回路。

如图6所示，调压电路输出端与换流器通过旁路开关模块4连接，旁路开关模块用于当调压电路或换流器故障时，切断调压电路与换流器的电流回路。旁路开关模块具体结构如图3所示，图3中的旁路开关模块为可控晶闸管开关，用于快速旁路故障点，此外，旁路开关模块还可以包含机械开关，用于可靠旁路故障点；避雷器，用于端间过压保护。当调压电路位于变压器低电位端时，旁路开关模块一端可直接接地，从而旁路开关模块导通下变压器具备稳定可靠的接地点。此外，潮流控制系统中的调压变压器中的调压电路与旁路开关模块并联连接具体连接方式如图3所示。

在一具体实施例中，当调压变压器为三相变压器，换流器为单相换流器时，三相变压器每相一次侧绕组的自耦输出端均与一个换流器输入侧一端连接，三个换流器输入侧的另一端相互连接，每个换流器输出侧一端均与三相变压器对应相二次侧的调压电路输出端连接。

当调压变压器为三相变压器，换流器为单相换流器时，三相变压器一次侧每相均与一个换流器输入侧连接，一个换流器由至少两个背靠背连接的单相换流单元构成，单相换流单元可以为全桥换流电路、半桥换流电路等换流电路，每个换流器输入侧的单相换流单元的交流侧的一端与变压器一次侧的一相并联取能，每个换流器输入侧的单相换流单元的交流侧的另一端相互连接构成中性点，每个换流器输出侧的一个换流单元交流侧的交流侧输出电压与三相变压器二次侧对应相的调压电路输出端连接，也可以与三相变压器常规绕组的一端连接，当换流器输出侧与三相变压器常规绕组的一端连接时，则调压电路的输出端与交流系统线路连接。

在一具体实施例中，如图7所示，潮流控制系统还包括：

至少一个附加变压器，当调压变压器为三相变压器，换流器为三相换流器时，三相变压器每相一次侧绕组的自耦输出端均与换流器输入侧每相对应连接，换流器输出侧每相均与一个附加变压器一次侧绕组一端连接，每个附加变压器一次侧绕组的另一端互连，每个附加变压器二次侧绕组一端分别与三相变压器对应相二次侧的调压电路低电位输出端或高电位输出端连接，三个附加变压器二次侧绕组的另一端互联。

当调压变压器为三相变压器，换流器为三相换流器时，该换流器由至少两个背靠背连接的三相换流单元构成，该三相换流单元可以为三相整流电路或三相逆变电路。如图7所示，三相变压器的一次侧并联至交流系统输电线路中，三相变压器的三相副边进线端分别串联各自相的常规绕组、调压电路及换流器输出侧输出的可调交流电压。

当每个附加变压器二次侧绕组一端分别与三相变压器对应相二次侧的调压电路低电位输出端连接时，三相变压器每相二次侧绕组一端与对应的交流系统输电线路连接，三相变压器每相二次侧绕组另一端与调压电路连接，三相变压器对应相的二次侧的调压电路高电位输出端与对应的交流系统输电线路连接。

三相换流器输入侧的三相交流端与变压器并联，对系统节点进行动态无功补偿，三相换流器输出侧输出的三相交流电压连接至附加变压器的一次侧，该附加变压器为附加三相变压器，如图7所示，附加变压器的副边绕组为三单相结构，具有6个端口，将换流器输出的三相交流电压转换为三个单相电压与三相变压器的三相二次侧对应相的高电位输出端或低电位输出端连接，图7为附加变压器与低电位输出端连接，当附加变压器二次侧一端与三相变压器二次侧对应相低电位连接时，附加变压器二次侧另一端以星型或三角形接线方式互连。

如图8所示，当每个附加变压器二次侧绕组一端分别与三相变压器对应相二次侧的调压电路高电位输出端连接时，三相变压器每相二次侧绕组一端与地连接，另一端与对应附加变压器二次侧绕组连接，三相变压器对应相的二次侧的调压电路低电位输出端与对应的交流系统输电线路连接，当附加变压器二次侧一端与三相变压器二次侧对应相高电位连接时，附加变压器二次侧另一端以星型或三角形接线方式互连。图8中附加变压器的二次侧为以三角形接线方式互连，但是也可以以星型接线方式互连。

本实用新型实施例提供的潮流控制系统，在调压变压器基础上，引入换流器与变压器一次侧并联取能，换流器输出端与变压器二次侧串联连接，通过控制换流器运行状态，从而实现对交流系统并联无功补偿，以及对交流系统输电线路电压幅值及相位的控制，增强了对交流系统潮流控制能力；当调压变压器为三相变压器时，换流器可以为单相变压器或三相变压器，当调压变压器为单相变压器时，换流器可以为单相变压器，从而提高了潮流控制系统的灵活适应性；控制器控制换流器的运行状态，从而提高了潮流控制系统的稳定性，及其潮流控制能力。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (14)

1.一种调压变压器，其特征在于，包括：变压器及至少一个调压电路，其中，

所述变压器一次侧绕组与交流系统连接，其二次侧绕组的一端与至少一个调压电路串联连接，二次侧绕组另一端与交流系统连接；

所述调压电路包括至少一个开关模块，通过控制开关模块的通断状态，控制调压电路输出电压。

2.根据权利要求1所述的调压变压器，其特征在于，所述调压电路包括：调压绕组、两个输出端及四个开关模块，其中，

第一开关模块和第三开关模块的一端与调压绕组的一端连接，第一开关模块的另一端与第二开关模块的一端连接于第一连接点，并在第一连接点处引出第一输出端，第三开关模块的另一端与第四开关模块的一端连接于第二连接点，并在第二连接点处引出第二输出端，第二开关模块的另一端及第四开关模块的另一端均与调压绕组的另一端连接。

3.根据权利要求2所述的调压变压器，其特征在于，当所述变压器二次侧绕组与多个调压电路连接时，每个调压电路通过两个输出端与其他调压电路串联。

4.根据权利要求1所述的调压变压器，其特征在于，所述变压器为单相变压器或三相变压器。

5.根据权利要求3所述的调压变压器，其特征在于，当所述调压变压器包括变压器、一个调压电路时，所述调压电路与变压器二次侧绕组串联，通过控制开关模块的通断状态，调压电路两个输出端的输出电压为三级电压。

6.根据权利要求3所述的调压变压器，其特征在于，当所述调压变压器包括变压器、两个调压电路时，两个调压电路串联连接后与变压器二次侧绕组串联，通过控制开关模块的通断状态，通过控制开关模块的通断状态，两个调压电路串联后的两个输出端的输出电压为九级电压。

7.根据权利要求3所述的调压变压器，其特征在于，当所述调压变压器包括变压器及三个调压电路时，三个调压电路串联连接后与变压器二次侧绕组串联，通过控制开关模块的通断状态，通过控制开关模块的通断状态，三个调压电路串联后的两个输出端的输出电压为二十七级电压。

8.一种潮流控制系统，其特征在于，包括权利要求1-7任一所述的调压变压器，还包括：控制器及至少一个换流器，其中，

换流器的输入侧与所述调压变压器一次侧绕组连接，输出侧与所述调压变压器二次侧的调压电路输出端连接，所述换流器用于调节交流系统电压幅值与相位；

控制器安装在交流系统电力线路上，用于采集其安装点、预设邻近范围的节点及支路的电压与电流，或接受上级调度指令，通过协调调压电路及换流器的输出电压幅值及相位，改变交流系统电压和潮流。

9.根据权利要求8所述的潮流控制系统，其特征在于，还包括：

至少一个旁路开关模块，调压电路及换流器均与一个旁路开关并联，所述旁路开关模块用于当任意一个调压电路或换流器故障时，快速切除故障点；或调压电路输出端与换流器通过旁路开关模块连接，所述旁路开关模块用于当调压电路或换流器故障时，切断调压电路与换流器的电流回路。

10.根据权利要求8所述的潮流控制系统，其特征在于，当所述调压变压器为单相变压器时，所述单相变压器一次侧绕组的一端与交流系统的任意一相输电线路连接，所述单相变压器一次侧绕组的另一端及自耦输出端与所述换流器输入侧连接，所述换流器输出侧的一端与所述单相变压器二次侧的调压电路的输出端连接。

11.根据权利要求8所述的潮流控制系统，其特征在于，当所述调压变压器为三相变压器，所述换流器为单相换流器时，所述三相变压器每相一次侧绕组的自耦输出端均与一个换流器输入侧一端连接，三个换流器输入侧的另一端相互连接，每个换流器输出侧一端均与三相变压器对应相二次侧的调压电路输出端连接。

12.根据权利要求8所述的潮流控制系统，其特征在于，还包括：

至少一个附加变压器，当所述调压变压器为三相变压器，所述换流器为三相换流器时，所述三相变压器每相一次侧绕组的自耦输出端均与换流器输入侧每相对应连接，换流器输出侧每相均与一个附加变压器一次侧绕组一端连接，每个附加变压器一次侧绕组的另一端互连，每个附加变压器二次侧绕组一端分别与三相变压器对应相二次侧的调压电路低电位输出端或高电位输出端连接，三个附加变压器二次侧绕组的另一端互联。

13.根据权利要求12所述的潮流控制系统，其特征在于，

当每个附加变压器二次侧绕组一端分别与三相变压器对应相二次侧的调压电路高电位输出端连接时，三相变压器每相二次侧绕组一端与地连接，另一端与对应附加变压器二次侧绕组连接，三相变压器对应相的二次侧的调压电路低电位输出端与对应的交流系统输电线路连接。

14.根据权利要求12所述的潮流控制系统，其特征在于，

当每个附加变压器二次侧绕组一端分别与三相变压器对应相二次侧的调压电路低电位输出端连接时，三相变压器每相二次侧绕组一端与对应的交流系统输电线路连接，三相变压器每相二次侧绕组另一端与调压电路连接，三相变压器对应相的二次侧的调压电路高电位输出端与对应的交流系统输电线路连接。

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