專利名稱：一種基于雙tcr支路并聯(lián)的可控串補裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于靈活交流輸電領(lǐng)域中的可控串補(Thyristor Controlled SeriesCapacitor, TCSC)領(lǐng)域，具體涉及。
背景技術(shù)：
目前，我國已開始建設(shè)IOOOkV特高壓輸電網(wǎng)絡(luò)，并已投運了 IOOOkV晉東南-南陽-荊門特高壓交流試驗工程。特高壓交流輸電在輸送容量、輸送距離、功率損耗等方面具有明顯的優(yōu)勢。但是，由于特高壓線路本身所具有的長距離、大容量等特征，以及受限于系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性等要求，使得部分特高壓輸電線路的輸電能力受到了限制，很難發(fā)揮出其應(yīng)有的優(yōu)勢。借助超高壓電網(wǎng)的發(fā)展經(jīng)驗，在特高壓輸電線路上加裝串補裝置，可顯著提升特高壓輸電線路的輸送能力，提高所在系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性，從而在一定程度上解決特高壓線路所存在的一些問題。通常，串聯(lián)補償技術(shù)分為兩種，即固定串補(Fixed Series Capacitor, FSC)和可控串補。固定串補設(shè)備簡單，安全可靠，在設(shè)計合理的情況下能滿足一般電力系統(tǒng)對容性阻抗補償?shù)男枨蟆Ｄ壳?，我國已?jīng)開展了特高壓固定串補技術(shù)的研究和關(guān)鍵設(shè)備的研制工作，并將于2011年年底投入運行。但是，固定串補裝置的補償阻抗固定，線路的補償度不能進行靈活地調(diào)整，且固定串補裝置可能引發(fā)次同步諧振(Sub-Synchronous Resonance, SSR)，對電力系統(tǒng)的安全運行造成一定威脅?？煽卮a裝置可在一定程度上避免上述問題?？煽卮a技術(shù)利用對晶閘管閥的觸發(fā)控制，實現(xiàn)對串聯(lián)補償阻抗以及線路補償度的靈活調(diào)節(jié)，使得系統(tǒng)的靜態(tài)、暫態(tài)和動態(tài)性能得到明顯改善?？煽卮a固有的次同步頻率阻抗特性，能改善系統(tǒng)的次同步頻率阻尼特性，從而在一定程度上降低發(fā)生次同步諧振的風(fēng)險。因此，在特高壓線路或750kV輸電線路加裝可控串補裝置，相比固定串補有著顯著的技術(shù)優(yōu)勢?，F(xiàn)階段，只有在500kV及以下電壓等級的線路上加裝可控串補的工程實例，對于特高壓和750kV輸電線路，尚沒有加裝可控串補裝置的工程實例?，F(xiàn)有的可控串補工程的額定電流一般在1000A 3000A之間，而特高壓輸電線路的傳輸容量大，可控串補裝置的額定電流應(yīng)在5000A 6300A之間；750kV輸電線路的可控串補額定電流也在4000A以上。而現(xiàn)有的已運用于工程的晶閘管閥，其最大通流能力僅能達到4500A左右，不能滿足特高壓輸電線路加裝可控串補對晶閘管閥的要求；對于750kV交流輸電線路，當(dāng)額定電流較高時，亦不能滿足要求。若采用具有更大通流能力的晶閘管閥，則取決于電力電子器件的技術(shù)進
止
少ο

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于針對上述問題，提供一種基于雙TCR支路并聯(lián)的可控串補裝置及其控制方法，串補裝置通過兩條TCR支路的并聯(lián)，使得流過每條TCR支路的電流小于現(xiàn)有的晶閘管閥的最大額定電流，從而解決了現(xiàn)有晶閘管閥在特高壓可控串補中通流能力不足的問題，通過對串補裝置兩TCR支路電路幅值相等的控制和基波阻抗的控制，來實現(xiàn)兩條TCR支路的均流和阻抗要求。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為—種基于雙TCR支路并聯(lián)的可控串補裝置，所述串補裝置包括電容器；其改進之處在于所述串補裝置包括兩條并聯(lián)的TCR支路，兩條并聯(lián)的TCR支路與所述電容器并聯(lián)；每條TCR支路由反并聯(lián)的兩個晶閘管閥與電抗器串聯(lián)組成，串補裝置導(dǎo)通時，所述兩條并聯(lián)的TCR支路電流幅值相等，或者有效值相等，或者平均值相等。其中兩條并聯(lián)的TCR支路串聯(lián)一電抗器L3再與電容器并聯(lián)。一種如權(quán)利要求1所述的串補裝置的控制方法，其改進之處在于所述方法包括如下步驟1)建立基波阻抗Z與觸發(fā)角α ！之間的阻抗特性表Tablel，依據(jù)如下
權(quán)利要求
1.一種基于雙TCR支路并聯(lián)的可控串補裝置，所述串補裝置包括電容器；其特征在于所述串補裝置包括兩條并聯(lián)的TCR支路，兩條并聯(lián)的TCR支路與所述電容器并聯(lián)；每條TCR支路由反并聯(lián)的兩個晶閘管閥與電抗器串聯(lián)組成，串補裝置導(dǎo)通時，所述兩條并聯(lián)的TCR支路電流幅值相等，或者有效值相等，或者平均值相等。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于雙TCR支路并聯(lián)的可控串補裝置，其特征在于兩條并聯(lián)的TCR支路串聯(lián)一電抗器L3再與電容器并聯(lián)。
3.—種如權(quán)利要求1所述的串補裝置的控制方法，其特征在于所述方法包括如下步驟1)建立基波阻抗Z與觸發(fā)角Ci1之間的阻抗特性表Tablel，依據(jù)如下
4.如權(quán)利要求3所述的串補裝置控制方法，其特征在于所述反饋控制環(huán)節(jié)為線性PI環(huán)
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于雙TCR支路并聯(lián)的可控串補裝置及其控制方法，屬于靈活交流輸電領(lǐng)域中的可控串補領(lǐng)域。可控串補裝置采用兩條TCR支路并聯(lián)，使得流過每條TCR支路的電流較小，從而解決了現(xiàn)有晶閘管閥在特高壓可控串補中通流能力不足的問題。TCR支路由兩個反并聯(lián)晶閘管閥串聯(lián)一個電抗器組成，之后兩條TCR支路進行串聯(lián)構(gòu)成可控串補裝置；或兩條TCR支路并聯(lián)后再串聯(lián)一共用電抗器構(gòu)成可控串補裝置；通過對串補裝置兩TCR支路電路幅值相等的控制和基波阻抗的控制，來實現(xiàn)支路的均流和阻抗要求。本發(fā)明裝置能夠滿足阻抗控制的要求，且控制環(huán)節(jié)簡單，均采用線性控制，在工程中容易實現(xiàn)，控制穩(wěn)定性好。
文檔編號H02M3/20GK102386775SQ201110318470
公開日2012年3月21日 申請日期2011年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月19日
發(fā)明者戴朝波, 武守遠, 王宇紅, 胡臻達 申請人:中國電力科學(xué)研究院, 中電普瑞科技有限公司