本發(fā)明涉及配電控制技術(shù)領域，特別是涉及一種基于多線圈變壓器且功率可控的有功功率調(diào)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在傳統(tǒng)110kV、220kV、500kV等高壓和超高壓交流輸電系統(tǒng)中，輸電線路輸出功率的調(diào)控一般采用如下兩種方式中的一種：

第一種通過機械式的交流斷路器來控制輸電線路的通斷，輸電線路的輸出功率按自然潮流進行分布，并由線路阻抗、負荷參數(shù)來決定。該方式很難對輸電線路的輸出功率進行實時控制。另一種采用交直流混合輸電技術(shù)，先通過整流裝置將交流電變?yōu)橹绷麟?，?jīng)過幾百公里或更長線路的輸電后，再通過逆變裝置將直流電變?yōu)榻涣麟姟?/p>

現(xiàn)有輸電系統(tǒng)采用以上任一種方式進行有功功率調(diào)控，方式單一，且一旦裝置出現(xiàn)故障，即會影響后續(xù)線路的正常工作，可靠性低。

因此，如何提供一種方式多樣、可靠性高的基于多線圈變壓器且功率可控的有功功率調(diào)控系統(tǒng)是本領域技術(shù)人員目前需要解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種基于多線圈變壓器且功率可控的有功功率調(diào)控系統(tǒng)，有功功率的調(diào)控方式多樣化；能夠避免裝置故障時影響后續(xù)輸電線路的正常工作，可靠性高；且采用分支三繞組變壓器，使得一個可控交流單元能夠同時控制兩條線路的有功功率，節(jié)省了可控交流單元的數(shù)量，節(jié)約了成本。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于多線圈變壓器且功率可控的有功功率調(diào)控系統(tǒng)，包括變壓器以及多個功率調(diào)控組，每個所述功率調(diào)控組包括一個可控交流單元以及兩個不可控交流單元；

所述變壓器的輸入端連接高壓交流母線，所述變壓器的輸出端連接低壓交流母線；

所述可控交流單元包括整流模塊、直流電阻、逆變模塊以及分支三繞組變壓器；所述整流模塊的輸入端連接所述高壓交流母線；所述直流電阻串接于所述整流模塊的輸出端與所述逆變模塊的輸入端之間；所述逆變模塊的輸出端連接所述分支三繞組變壓器的一個繞組端，所述分支三繞組變壓器的剩余兩個繞組分別與兩條線路側(cè)的交流母線相連；所述整流模塊的公共端與所述逆變模塊的公共端相連；

第一不可控交流單元包括第一開關(guān)，所述第一開關(guān)兩端分別連接所述低壓交流母線以及第一條線路側(cè)的交流母線；

第二不可控交流單元包括第二開關(guān)，所述第二開關(guān)兩端分別連接所述低壓交流母線以及第二條線路側(cè)的交流母線。

優(yōu)選地，所述整流模塊具體為全橋整流器。

優(yōu)選地，所述整流模塊具體為晶閘管整流器。

優(yōu)選地，所述逆變模塊具體為全橋逆變器。

優(yōu)選地，所述逆變模塊具體為正弦波逆變器。

優(yōu)選地，所述第一開關(guān)以及所述第二開關(guān)均為閘刀開關(guān)。

優(yōu)選地，所述第一開關(guān)以及所述第二開關(guān)均為交流斷路器。

本發(fā)明提供了一種基于多線圈變壓器且功率可控的有功功率調(diào)控系統(tǒng)，包括多個功率調(diào)控組，每個功率調(diào)控組包括一個相互并聯(lián)的可控交流單元以及兩個不可控交流單元?？煽亟涣鲉卧ㄕ髂K、直流電阻、逆變模塊以及分支三繞組變壓器，能夠同時對兩條線路的輸出功率進行實時控制。不可控交流單元包括一個開關(guān)，當開關(guān)閉合時，與其相連的線路按照線路阻抗和負荷參數(shù)決定輸出功率，即輸出功率按自然潮流進行分布，當開關(guān)斷開時，與其相連的線路通過可控交流單元進行輸電。可見，本發(fā)明中能夠根據(jù)需要選擇有功功率的調(diào)控方式，方式多樣化；同時，可控交流單元以及不可控交流單元互為備用，當其中任何一個單元中的裝置出現(xiàn)故障，系統(tǒng)均可以采用另一種方式進行調(diào)控，避免了裝置故障時影響后續(xù)線路的正常工作，可靠性高。并且，通過采用分支三繞組變壓器，使得一個可控交流單元能夠同時控制兩條線路的有功功率，節(jié)省了可控交流單元的數(shù)量，節(jié)約了成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對現(xiàn)有技術(shù)和實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明提供的一種基于多線圈變壓器且功率可控的有功功率調(diào)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的一種基于多線圈變壓器且功率可控的有功功率調(diào)控系統(tǒng)中的可控交流單元的等效示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明的核心是提供一種基于多線圈變壓器且功率可控的有功功率調(diào)控系統(tǒng)，有功功率的調(diào)控方式多樣化；能夠避免裝置故障時影響后續(xù)輸電線路的正常工作，可靠性高；且采用分支三繞組變壓器，使得一個可控交流單元能夠同時控制兩條線路的有功功率，節(jié)省了可控交流單元的數(shù)量，節(jié)約了成本。

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明提供了一種基于多線圈變壓器且功率可控的有功功率調(diào)控系統(tǒng)，參見圖1所示，圖1為本發(fā)明提供的一種基于多線圈變壓器且功率可控的有功功率調(diào)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。該系統(tǒng)包括變壓器以及多個功率調(diào)控組，每個功率調(diào)控組包括一個可控交流單元以及兩個不可控交流單元；

變壓器2的輸入端連接高壓交流母線9，變壓器2的輸出端連接低壓交流母線1；

可控交流單元包括整流模塊3、直流電阻4、逆變模塊5以及分支三繞組變壓器6；整流模塊3的輸入端連接高壓交流母線9；直流電阻4串接于整流模塊3的輸出端與逆變模塊5的輸入端之間；逆變模塊5的輸出端連接分支三繞組變壓器6的一個繞組端，分支三繞組變壓器6的剩余兩個繞組分別與兩條線路側(cè)的交流母線8相連；整流模塊3的公共端與逆變模塊5的公共端相連；

第一不可控交流單元包括第一開關(guān)71，第一開關(guān)71兩端分別連接低壓交流母線1以及第一條線路側(cè)的交流母線8；

第二不可控交流單元包括第二開關(guān)72，第二開關(guān)72兩端分別連接低壓交流母線1以及第二條線路側(cè)的交流母線8。

可以理解的是，第一開關(guān)71或第二開關(guān)72閉合后，與其相連的輸電線路10按照新路及負荷的阻抗大小輸出功率，即輸出自然功率，此時無法對輸出功率進行控制；當?shù)谝婚_關(guān)71或第二開關(guān)72斷開時，對應的輸電線路10采用可控交流單元控制，即采用定電流、定電壓和定功率的調(diào)控方式，能夠控制輸電線路10輸出功率的大小和方向，即輸出可控功率。

其中，這里的直流電阻4阻值視具體情況而定，本發(fā)明不作限定。

可以理解的是，這里的變壓器2用于進行降壓操作，同樣的，分支三繞組變壓器6也用作降壓操作。采用分支三繞組變壓器6，即可以實現(xiàn)由一個整流模塊3和一個逆變模塊5控制兩條輸電線路10的目的，減少了整流模塊3、直流電阻4以及逆變模塊5的數(shù)量，節(jié)約了成本。

作為優(yōu)選地，這里的整流模塊3具體為全橋整流器。另一種實施例中，這里的整流模塊3具體為晶閘管整流器。具體采用哪種類型的整流器可根據(jù)實際情況而定，本發(fā)明對此不作限定。

其中，這里的逆變模塊5具體為全橋逆變器。另一種實施例中，這里的逆變模塊5具體為正弦波逆變器。具體采用哪種類型的逆變器可根據(jù)實際情況而定，本發(fā)明對此不作限定。

作為優(yōu)選地，第一開關(guān)71以及第二開關(guān)72均為閘刀開關(guān)。另一種實施例中，第一開關(guān)71以及第二開關(guān)72均為交流斷路器。當然，第一開關(guān)71與第二開關(guān)72可以采用相同類型的開關(guān)也可以采用不同類型的開關(guān)，本發(fā)明不限定第一開關(guān)71以及第二開關(guān)72的具體類型，只要能夠通過人為控制開斷的開關(guān)均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

參見圖2所示，圖2為本發(fā)明提供的一種基于多線圈變壓器且功率可控的有功功率調(diào)控系統(tǒng)中的可控交流單元的等效示意圖。

其中，整流模塊3直流側(cè)直流電壓為：

E_dr＝K₀(E_r cosα-X_r)-R_rI_d

逆變模塊5直流側(cè)直流電壓為：

E_di＝K₀(E_i cosβ+X_i+X_L)+(R_i+R_L)I_d

直流電阻4上的直流電流為：

$I_D=\frac{E_{dr}-E_{di}}{R}$

其中，K₀為由回路的接線系數(shù)，R_r為整流模塊3的損耗對應的電阻，R_i為逆變模塊5的損耗對應的電阻，R為直流電阻4的阻值，I_D為直流電阻4上的直流電流，E_r為整流模塊3交流側(cè)的交流電壓方均根值，E_i為逆變模塊5交流側(cè)的交流電壓方均根值，α為整流模塊3的觸發(fā)角，β為逆變模塊5的觸發(fā)角，R_L和X_L分別為輸電線路10的電阻和電抗；X_r、X_i分別為整流模塊3的換流變壓器的換相電抗、逆變模塊5。

另外，本發(fā)明中電源交流母線連接的交流電源可以為110kV、220kV、500kV交流電源。當然，本發(fā)明對此不做限定。

本發(fā)明提供了一種基于多線圈變壓器且功率可控的有功功率調(diào)控系統(tǒng)，包括多個功率調(diào)控組，每個功率調(diào)控組包括一個相互并聯(lián)的可控交流單元以及兩個不可控交流單元?？煽亟涣鲉卧ㄕ髂K、直流電阻、逆變模塊以及分支三繞組變壓器，能夠同時對兩條線路的輸出功率進行實時控制。不可控交流單元包括一個開關(guān)，當開關(guān)閉合時，與其相連的線路按照線路阻抗和負荷參數(shù)決定輸出功率，即輸出功率按自然潮流進行分布，當開關(guān)斷開時，與其相連的線路通過可控交流單元進行輸電?？梢?，本發(fā)明中能夠根據(jù)需要選擇有功功率的調(diào)控方式，方式多樣化；同時，可控交流單元以及不可控交流單元互為備用，當其中任何一個單元中的裝置出現(xiàn)故障，系統(tǒng)均可以采用另一種方式進行調(diào)控，避免了裝置故障時影響后續(xù)線路的正常工作，可靠性高。并且，通過采用分支三繞組變壓器，使得一個可控交流單元能夠同時控制兩條線路的有功功率，節(jié)省了可控交流單元的數(shù)量，節(jié)約了成本。

需要說明的是，在本說明書中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其他實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。