一種旁路單元、旁路裝置及次同步振蕩抑制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種旁路單元、旁路裝置及次同步振蕩抑制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電網(wǎng)系統(tǒng)的不斷擴(kuò)張，超高壓直流輸電和大容量發(fā)電機(jī)組需求也在提高，為降低線路傳輸損耗，目前常用可控串補(bǔ)來(lái)提高網(wǎng)側(cè)電壓，盡管帶來(lái)了的巨大經(jīng)濟(jì)效益，但也給發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了新的麻煩，電力系統(tǒng)次同步振蕩是其中較為嚴(yán)重的問(wèn)題之一O
[0003]目前，對(duì)次同步振蕩抑制的方法有很多種，也產(chǎn)生了各種抑制次同步振蕩的裝置。其中，通過(guò)控制全控型器件來(lái)抑制次同步振蕩是最近研究較多的技術(shù)，靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG)的成熟為次同步振蕩抑制技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供了良好的基礎(chǔ)。以靜止無(wú)功發(fā)生器為基礎(chǔ)，越來(lái)越多的次同步振蕩阻尼控制也開(kāi)始被研發(fā)，并在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的效果O
[0004]在實(shí)際應(yīng)用中，次同步振蕩控制器為保護(hù)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸、延長(zhǎng)發(fā)電機(jī)壽命起到了重要的作用，因此也要求次同步振蕩控制器能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。對(duì)此，本發(fā)明提出了一種旁路單元、旁路裝置及次同步振蕩抑制系統(tǒng)，以保證次同步振蕩控制器的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種旁路單元、旁路裝置及次同步振蕩抑制系統(tǒng)，用于解決次同步振蕩控制器的性能保護(hù)的問(wèn)題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案提供了一種次同步振蕩控制器中的H橋功率單元的旁路單元，包括:撬杠保護(hù)電路，其與所述H橋功率單元并聯(lián)；以及接觸器，其連接在所述H橋功率單元的兩個(gè)交流輸出端之間，用于在H橋功率單元有故障時(shí)，觸發(fā)對(duì)應(yīng)的撬杠保護(hù)電路，以使所述撬杠保護(hù)電路對(duì)故障電流進(jìn)行分流。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案還提供了一種次同步振蕩控制器的旁路裝置，包括:上述的旁路單元；其中，所述旁路單元被配置為與次同步振蕩控制器中的H橋功率單元數(shù)量相同，且每個(gè)H功率單元對(duì)應(yīng)電連接一個(gè)所述旁路單元。
[0008]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的技術(shù)方案優(yōu)選為每個(gè)H橋功率單元并聯(lián)有一個(gè)儲(chǔ)能電容，該儲(chǔ)能電容用于從電網(wǎng)中獲取電能，并用于向所述旁路單元供電。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案還提供了一種次同步振蕩抑制系統(tǒng)，包括:次同步振蕩控制器；以及上述的所述次同步振蕩控制器的旁路裝置。
[0010]通過(guò)上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下有益效果:提高了次同步振蕩控制器的運(yùn)行穩(wěn)定性，有效保證了當(dāng)H橋功率單元發(fā)生故障時(shí)的次同步振蕩抑制效果，且同時(shí)有利于降低成本和減小了設(shè)備的占地面積。
[0011]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0012]附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0013]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中進(jìn)行次同步振蕩抑制的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是星形連接的次同步振蕩控制器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3是三角形連接的次同步振蕩控制器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4是Y接鏈?zhǔn)絊VG的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖5是本發(fā)明的實(shí)施例一中的旁路單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖6是本發(fā)明的實(shí)施例一中高位取能供電方式的示意圖；
[0019]圖7是本發(fā)有的實(shí)施例一 BUCK電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖8是本發(fā)明的實(shí)施例二中次同步振蕩抑制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖9是H橋功率單元正常運(yùn)行時(shí)的電流流向示意圖；
[0022]圖10是H橋功率單元發(fā)生故障時(shí)的電流流向示意圖。
[0023]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0024]1、H橋功率單元；2、撬杠保護(hù)電路；3、接觸器；4、儲(chǔ)能電容；5、斬波電路；6、主控單元；7、開(kāi)關(guān)電源；8、晶閘管觸發(fā)板。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0026]實(shí)施例一
[0027]如圖1所示，在電力系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)組通過(guò)變壓器及輸電線路向電網(wǎng)輸送電能，為降低輸電線路的傳輸損耗，目前常采用增加串補(bǔ)的方法來(lái)提高輸電線路的輸送能力。但是，這種增加串補(bǔ)的方法也可能引發(fā)次同步振蕩問(wèn)題，使發(fā)電機(jī)組以低于同步頻率的振蕩頻率運(yùn)行，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的安全性，因此電廠使用了很多抑制次同步振蕩的裝置，如次同步振蕩控制器。
[0028]同樣如圖1所示，采用次同步振蕩控制器抑制次同步振蕩的主要原理是:通過(guò)測(cè)速裝置獲得發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速信號(hào)，控制裝置基于該轉(zhuǎn)速信號(hào)生成用于驅(qū)動(dòng)次同步振蕩控制器的驅(qū)動(dòng)脈沖，次同步振蕩控制器在驅(qū)動(dòng)脈沖的驅(qū)動(dòng)下生成用于抑制次同步振蕩的電流，并通過(guò)變壓器將該電流注入到發(fā)電機(jī)組及電網(wǎng)中。
[0029]可知，次同步振蕩控制器是整個(gè)次同步振蕩抑制的核心，需要保證其能在小部分故障條件下依然可以正常運(yùn)行。而次同步振蕩控制器是在靜止無(wú)功發(fā)生器的基礎(chǔ)上發(fā)展的，因此次同步振蕩控制器通常包括若干個(gè)H橋功率單元，而H橋功率單元發(fā)生故障則成為次同步振蕩控制器的主要故障情形之一，從而本實(shí)施例基于H橋功率單元，提出了一種旁路保護(hù)方案。為清楚地描述本實(shí)施例的方案，下面先通過(guò)圖2至圖4介紹常用的次同步振蕩控制器中的H橋功率單元的結(jié)構(gòu)。
[0030]—般地，次同步振蕩控制器可以采用星型(如圖2所示)或者三角形(如圖3所示)連接方式接入電網(wǎng)，向電網(wǎng)注入電流，或通過(guò)電網(wǎng)吸收有功電流為其儲(chǔ)能電容充電。圖2與圖3中，A、B、C表示三相電網(wǎng)，H_A1橋一H_C6橋表示H橋結(jié)構(gòu)的H橋功率單元，而Vdc_Al至Vdc_C6表示各H橋功率單元對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)能電容上的電壓值。
[0031 ] 本實(shí)施例中，所述次同步振蕩控制器優(yōu)選采用鏈?zhǔn)絊VG，如圖4所示，該鏈?zhǔn)絊VG的每相串聯(lián)有若干個(gè)H橋功率單元(如圖中虛線框所示)，所述H橋功率單元包括四只反并聯(lián)的開(kāi)關(guān)器件IGBT或IEGT，且每個(gè)H橋功率單元均并聯(lián)有一個(gè)儲(chǔ)能電容，本實(shí)施例中所提出的技術(shù)方案即是以這種結(jié)構(gòu)的H橋功率單元為例所展開(kāi)的。此外，為配合相應(yīng)開(kāi)關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)，還可以為H橋功率單元中配置開(kāi)關(guān)電源、擴(kuò)展板等。
[0032]基于上述H橋功率單元的結(jié)構(gòu)，如圖5所示，本實(shí)施例提供了一種次同步振蕩控制器中的H橋功率單元I的旁路單元，包括:撬杠保護(hù)電路2，其與所述H橋功率單元并聯(lián)；以及接觸器3，其連接在所述H橋功率單元的兩個(gè)交流輸出端之間，用于在H橋功率單元有故障時(shí)，觸發(fā)對(duì)應(yīng)的撬杠保護(hù)電路，使電流流過(guò)撬杠單元內(nèi)部的晶閘管、電阻和電感，從而使所述撬杠保護(hù)電路對(duì)故障電流進(jìn)行分流。
[0033]如圖5所示，所述撬杠保護(hù)電路優(yōu)選為包括依次串聯(lián)的晶閘管、電感和電阻，所述晶閘管的陽(yáng)極及所述電阻的一端分別連接所述H橋功率單元，所述晶閘管的陰極與所述電阻的另一端則通過(guò)所述電感串聯(lián)。所述晶閘管優(yōu)選為可控硅開(kāi)關(guān)器件，從而所述觸發(fā)器對(duì)所述撬杠保護(hù)電路進(jìn)行觸發(fā)，主要是即對(duì)其中的晶閘管進(jìn)行觸發(fā)，根據(jù)可控硅開(kāi)關(guān)器件的控制原理，為便于實(shí)現(xiàn)觸發(fā)器對(duì)晶閘管門極的控制，可在接觸器和晶閘管間設(shè)置一個(gè)晶閘管觸發(fā)板，通過(guò)該晶閘管觸發(fā)板來(lái)觸發(fā)所述晶閘管。
[0034]另外，撬杠保護(hù)電路動(dòng)作的同時(shí)，為保證裝置依然能正常運(yùn)行，不影響其他功率單元，在交流側(cè)設(shè)置接觸器，在撬杠動(dòng)作的同時(shí)，接觸器合閘，從而使交流電流能通過(guò)其他功率單元。
[0035]需要說(shuō)明的是，為了能更清楚地旁路單元的結(jié)構(gòu)以及其與H橋功率單元的連接關(guān)系，圖5僅以一個(gè)H橋功率單元進(jìn)行示意，實(shí)際中對(duì)應(yīng)圖2-圖4的次同步振蕩控制器結(jié)構(gòu)，包括有多個(gè)H橋功率單元及對(duì)應(yīng)的多個(gè)旁路單元。
[0036]因此，將圖5示意的旁路單元與圖2-圖4示意的次同步振蕩控制器相結(jié)合，本實(shí)施例還提供了一種次同步振蕩控制器的旁路裝置，包括:上述的旁路單元；其中，所述旁路單元被配置為與次同步振蕩控制器中的H橋功率單元數(shù)量相同，且每個(gè)H功率單元對(duì)應(yīng)電連接一個(gè)所述旁路單元。
[0037]本實(shí)施例中，H橋功率單元I并聯(lián)有儲(chǔ)能電容4，該儲(chǔ)能電容4所述撬杠保護(hù)電路2及所述接觸器3均并聯(lián)，該儲(chǔ)能電容4用于從電網(wǎng)中獲取電能，并用于向所述旁路單元供電。次同步振蕩控制器可以吸收電網(wǎng)有功電流為該儲(chǔ)能電容4充電，而旁路單元?jiǎng)t直