具有多線路的變電站中統(tǒng)一潮流控制器的安裝電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種具有多線路的變電站中統(tǒng)一潮流控制器的安裝電路，主要應(yīng)用于具有多條線路的變電站內(nèi)部,包括若干條變電站線路，變電站正母線，變電站副母線，統(tǒng)一潮流控制器UPFC、UPFC母線、若干個(gè)斷路器和若干個(gè)隔離開(kāi)關(guān)。通過(guò)改變隔離開(kāi)關(guān)的閉合和斷開(kāi)狀態(tài)，使在電網(wǎng)正常運(yùn)行情況下，潮流控制器可補(bǔ)償任意一條變電站線路的電壓，并控制該線路的潮流，同時(shí)在不同線路之間靈活切換；在電網(wǎng)緊急情況下，潮流控制器可對(duì)任意兩條變電站線路組成的獨(dú)立回路進(jìn)行潮流控制，實(shí)現(xiàn)緊急潮流控制功能。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了單個(gè)統(tǒng)一潮流控制器對(duì)多條線路潮流的切換控制，不但可以節(jié)省投資，提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，而且增強(qiáng)統(tǒng)一潮流控制器靈活性，有助于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
【專利說(shuō)明】具有多線路的變電站中統(tǒng)一潮流控制器的安裝電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種具有多線路的變電站中統(tǒng)一潮流控制器的安裝電路，屬于電 網(wǎng)控制【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 在柔性交流輸電系統(tǒng)（FACTS)技術(shù)應(yīng)用以前，電網(wǎng)采用傳統(tǒng)的機(jī)械式控制方法， 具有響應(yīng)速度慢、不能頻繁動(dòng)作、控制功能離散等局限性，基本只適用于穩(wěn)態(tài)潮流或電壓控 制，對(duì)暫態(tài)和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定缺乏足夠的控制能力，因此系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)一般留有較大的穩(wěn)定裕量，難 以充分利用電力設(shè)備的輸電能力。
[0003] 統(tǒng)一潮流控制器（UPFC)是一種功能最強(qiáng)大、特性最優(yōu)越的新一代柔性交流輸電 (FACTS)裝置，是迄今為止通用性最好的FACTS裝置，綜合了 FACTS元件的多種靈活控制手 段，僅通過(guò)控制規(guī)律的改變，就能分別或同時(shí)實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)、串聯(lián)補(bǔ)償和移相等所有功能。 UPFC裝置可以看作是一臺(tái)靜止同步（STATC0M)裝置與一臺(tái)靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償器（SSSC)裝 置在直流側(cè)并聯(lián)構(gòu)成，它可以同時(shí)并快速、獨(dú)立控制輸電線路中的有功功率和無(wú)功功率，從 而使得UPFC擁有STATCOM、SSSC裝置都不具備的四象限運(yùn)行功能。UPFC可以有效控制線 路的潮流分布，提1?電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0004] 然而，UPFC通常安裝在固定的一條線路上，只能對(duì)流過(guò)該線路的有功和無(wú)功功率 進(jìn)行控制。當(dāng)電力系統(tǒng)運(yùn)行中需要對(duì)多條線路進(jìn)行潮流控制時(shí)，需安裝相應(yīng)數(shù)量的UPFC，增 加了投資費(fèi)用和運(yùn)行成本。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005] 針對(duì)現(xiàn)有統(tǒng)一潮流控制安裝方式的不足，本實(shí)用新型提供了一種具有多線路的變 電站中統(tǒng)一潮流控制器的安裝電路，主要應(yīng)用于具有多條線路的變電站內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)了單個(gè) UPFC對(duì)多條線路進(jìn)行潮流控制的功能，有效降低了運(yùn)行成本和提高了電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為：
[0007] 具有多線路的變電站中統(tǒng)一潮流控制器的安裝電路，包括若干條變電站線路，變 電站正母線，變電站副母線，統(tǒng)一潮流控制器UPFC、UPFC母線、若干個(gè)斷路器和若干個(gè)隔離 開(kāi)關(guān)；所述變電站正母線分為I段和II段，中間通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)連接；所述變電站副母線分 為III段和IV段，中間通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)連接；所述變電站正、副母線之間由母聯(lián)開(kāi)關(guān)連接；所述 變電站的每條線路依次連接隔離開(kāi)關(guān)和斷路器，然后通過(guò)一個(gè)隔離開(kāi)關(guān)與變電站正母線的 I段或者II段連接，通過(guò)另一個(gè)隔離開(kāi)關(guān)與變電站副母線的III段或者IV段連接，通過(guò)一個(gè) 隔離開(kāi)關(guān)與UPFC母線V段或VI段相連；所述UPFC母線分為V段母線和VI段母線，所述V段 母線的一側(cè)通過(guò)斷路器與統(tǒng)一潮流控制器的進(jìn)線端連接；所述VI段母線的一側(cè)通過(guò)斷路器 與統(tǒng)一潮流控制器的出線端連接，所述VI段母線的另一側(cè)與變電站正母線的II段母線、變 電站副母線的IV段之間均通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)連接。
[0008] 前述的統(tǒng)一潮流控制器包括輸電線路、變壓器1和變壓器2、變流器1和變流器2、 隔離開(kāi)關(guān)1和隔離開(kāi)關(guān)2、電容和控制系統(tǒng)；所述隔離開(kāi)關(guān)1安裝于輸電線路和變壓器1之 間；所述隔離開(kāi)關(guān)2安裝于變壓器2與變流器2之間；所述變流器1和變流器2的直流側(cè)通 過(guò)電容連接；所述變流器1和變流器2的交流側(cè)連接控制系統(tǒng)。
[0009] 與現(xiàn)有單個(gè)UPFC只能固定對(duì)一條線路進(jìn)行潮流控制相比，本實(shí)用新型達(dá)到的有 益效果是：
[0010] (1)電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，通過(guò)UPFC母線、變電站母線和多個(gè)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)之間的 配合操作，實(shí)現(xiàn)了單個(gè)UPFC對(duì)任意一條變電站線路進(jìn)行潮流控制的功能，并能在不同線路 靈活切換，不但可以節(jié)省投資，提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，而且增加了統(tǒng)一潮流控制器的靈活 性。
[0011] (2)電網(wǎng)緊急故障情況下，通過(guò)UPFC母線和相關(guān)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)之間的配合操 作，使得任意兩條線路組成獨(dú)立運(yùn)行回路，并通過(guò)UPFC裝置實(shí)現(xiàn)了該回路的緊急潮流控 制，提高了電網(wǎng)在緊急故障情況下的穩(wěn)定性和安全性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1為本實(shí)用新型安裝電路接線示意圖；
[0013] 圖2為本實(shí)用新型統(tǒng)一潮流控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖3為本實(shí)用新型統(tǒng)一潮流控制器控制線路1的潮流時(shí)的具體接線圖；
[0015] 圖4為圖3情況下的變電站運(yùn)行示意圖；
[0016] 圖5為本實(shí)用新型統(tǒng)一潮流控制器控制由線路1和線路2組成的獨(dú)立回路的潮流 的具體接線圖；
[0017] 圖6為圖5情況下的變電站運(yùn)行示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】詳細(xì)描述本實(shí)用新型。
[0019] 如圖1所示，本實(shí)用新型的具有多線路的變電站中統(tǒng)一潮流控制器的安裝電路， 包括若干條變電站線路，變電站正母線，變電站副母線，統(tǒng)一潮流控制器UPFC、UPFC母線、 若干個(gè)斷路器和若干個(gè)隔離開(kāi)關(guān)；其中UPFC母線分為V段母線和VI段母線，UPFC母線與變 電站的所有線路之間均裝有隔離開(kāi)關(guān)，如圖1中的，線路1與UPFC母線的V段母線之間通 過(guò)隔離開(kāi)關(guān)201連接，線路2與UPFC母線的V段母線之間通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)202連接，……， 線路Μ與UPFC母線的VI段母線之間通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)20M連接。V段母線的一側(cè)通過(guò)斷路器1 與統(tǒng)一潮流控制器的進(jìn)線端連接；VI段母線的一側(cè)通過(guò)斷路器2與統(tǒng)一潮流控制器的出線 端連接。UPFC母線的VI段通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)302連接變電站正母線的II段，通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)301 連接變電站副母線的IV段。
[0020] 本實(shí)用新型的變電站包括若干條線路，如圖1中的線路1、線路2、……、線路 M，正母線，副母線，若干個(gè)隔離開(kāi)關(guān)，如圖1中的隔離開(kāi)關(guān)U01、隔離開(kāi)關(guān)1^02、隔離開(kāi)關(guān) Li〇3> ......、隔尚開(kāi)關(guān)LM01、隔尚開(kāi)關(guān)LM02、隔尚開(kāi)關(guān)LM03,若干個(gè)斷路器，如圖1中的斷路 器1^、斷路器L2、……、斷路器L"。變電站正母線分為I段和II段，中間通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)401 連接；變電站副母線分為III段和IV段，中間通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)402連接；正、副母線之間由母聯(lián) 開(kāi)關(guān)4連接；變電站的每條線路依次連接隔離開(kāi)關(guān)和斷路器，然后通過(guò)一個(gè)隔離開(kāi)關(guān)與正 母線的I段或者II段連接，通過(guò)另一個(gè)隔離開(kāi)關(guān)與副母線的III段或者IV段連接，通過(guò)一個(gè) 隔離開(kāi)關(guān)與UPFC母線的V段或者VI段相連；變電站所有線路均可外接于相同或不同母線。 以線路1為例，線路1依次連接隔離開(kāi)關(guān)Μ)1、斷路器U，然后通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)U02與正母線 的I段連接，通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)U03與副母線的III段連接，通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)201與UPFC母線的V 段連接，其余線路的連接方式與線路1類似。
[0021] 如圖2所示，本實(shí)用新型的統(tǒng)一潮流控制器包括輸電線路、變壓器1和變壓器2、 變流器1和變流器2、隔離開(kāi)關(guān)1和隔離開(kāi)關(guān)2、電容和控制系統(tǒng)；其中隔離開(kāi)關(guān)1安裝于輸 電線路和變壓器1之間；隔離開(kāi)關(guān)2安裝于變壓器2與變流器2之間；變流器1和變流器2 的直流側(cè)通過(guò)電容連接；變流器1和變流器2的交流側(cè)連接控制系統(tǒng)。整個(gè)統(tǒng)一潮流控制 器等效為靜止同步補(bǔ)償器（STATC0M)和靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償器（SSSC)直流側(cè)電容連接構(gòu)成。
[0022] 如圖3所示，為本實(shí)用新型的統(tǒng)一潮流控制器用于控制線路1潮流時(shí)的接線圖。線 路1依次連接隔離開(kāi)關(guān)Μ)1、斷路器U，然后通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)201與UPFC母線的V段連接，隔 離開(kāi)關(guān)201處于閉合狀態(tài)，通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)1^02與變電站正母線I段連接，通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)1^03 與變電站副母線III段連接，隔離開(kāi)關(guān)Q02和隔離開(kāi)關(guān)Q03處于斷開(kāi)狀態(tài)。線路2依次連接 隔離開(kāi)關(guān)L 201、斷路器L2，然后通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)202與UPFC母線的V段連接，隔離開(kāi)關(guān)202處 于斷開(kāi)狀態(tài)，通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)L 202與變電站正母線I段連接，通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)L203與變電站副 母線III段連接，隔離開(kāi)關(guān)L 202處于閉合狀態(tài)，隔離開(kāi)關(guān)L203處于斷開(kāi)狀態(tài)。其余線路接線 方式與線路2類似，連接于正母線的隔離開(kāi)關(guān)均處于閉合狀態(tài)，連接于副母線和UPFC母線 的隔離開(kāi)關(guān)均處于斷開(kāi)狀態(tài)。隔離開(kāi)關(guān)U01、L 201、……、LM01均處于閉合狀態(tài)。UPFC母 線VI段與正母線II段之間的隔離開(kāi)關(guān)302處于閉合狀態(tài)，UPFC母線VI段與副母線IV段之間 的隔離開(kāi)關(guān)301處于斷開(kāi)狀態(tài)，變電站正母線I段和II段之間的隔離開(kāi)關(guān)401處于閉合狀 態(tài)，變電站副母線III段和IV段之間的隔離開(kāi)關(guān)402處于斷開(kāi)狀態(tài)。統(tǒng)一潮流控制器內(nèi)部隔 離開(kāi)關(guān)1和隔離開(kāi)關(guān)2均處于閉合狀態(tài)。在這種電路接線情況下，統(tǒng)一潮流控制器實(shí)現(xiàn)對(duì) 線路1的潮流控制。
[0023] 圖4示意性給出了統(tǒng)一潮流控制器用于控制線路1時(shí)，變電站的運(yùn)行示意圖。
[0024] 如圖5所示，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生緊急故障時(shí)，統(tǒng)一潮流控制器用于控制任意兩條線路組 成的獨(dú)立回路潮流時(shí)的具體接線圖。以控制線路1和2組成的獨(dú)立線路潮流為例，線路1 依次連接隔離開(kāi)關(guān)U01、斷路器U，然后通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)201與UPFC母線的V段連接，隔離開(kāi) 關(guān)201處于閉合狀態(tài)，通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)Q02與變電站正母線I段連接，通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)Q03與 變電站副母線III段連接，隔離開(kāi)關(guān)Q02和隔離開(kāi)關(guān)Q03處于斷開(kāi)狀態(tài)。線路2依次連接隔 離開(kāi)關(guān)L 201、斷路器L2，然后通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)202與UPFC母線的V段連接，隔離開(kāi)關(guān)202處于 斷開(kāi)狀態(tài)，通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)L 202與變電站正母線I段連接，通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)L203與變電站副母 線III段連接，隔離開(kāi)關(guān)L 202處于閉合狀態(tài)，隔離開(kāi)關(guān)L203處于斷開(kāi)狀態(tài)。線路Μ依次連接 隔離開(kāi)關(guān)LM01、斷路器L M，然后通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)20Μ與UPFC母線的VI段連接，隔離開(kāi)關(guān)20Μ處 于斷開(kāi)狀態(tài)，通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)LM02與變電站正母線的II段連接，通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)L M03與變電站 副母線IV段連接，隔離開(kāi)關(guān)LM02處于斷開(kāi)狀態(tài)，隔離開(kāi)關(guān)LM03處于閉合狀態(tài)。其余線路接 線方式與線路Μ類似，連接于副母線的隔離開(kāi)關(guān)均處于閉合狀態(tài)，連接于正母線和UPFC母 線的隔離開(kāi)關(guān)均處于斷開(kāi)狀態(tài)。隔離開(kāi)關(guān)UOUkOl、……、L M01均處于閉合狀態(tài)。UPFC母 線VI段與正母線II段之間的隔離開(kāi)關(guān)302處于閉合狀態(tài)，UPFC母線VI段與副母線IV段之間 的隔離開(kāi)關(guān)301處于斷開(kāi)狀態(tài)，變電站正母線I段和II段之間的隔離開(kāi)關(guān)401處于閉合狀 態(tài)，變電站副母線III段和IV段之間的隔離開(kāi)關(guān)402處于斷開(kāi)狀態(tài)。統(tǒng)一潮流控制器內(nèi)部隔 離開(kāi)關(guān)1和隔離開(kāi)關(guān)2均處于閉合狀態(tài)。在這種電路接線情況下，統(tǒng)一潮流控制器實(shí)現(xiàn)對(duì) 線路1和2組成的獨(dú)立回路潮流的控制。
[0025] 圖6示意性給示出了當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生緊急故障時(shí)，統(tǒng)一潮流控制器對(duì)線路1和2組成 的獨(dú)立回路進(jìn)行潮流控制時(shí)，變電站的運(yùn)行示意圖。
【權(quán)利要求】
1. 具有多線路的變電站中統(tǒng)一潮流控制器的安裝電路，其特征在于，包括若干條變電 站線路，變電站正母線，變電站副母線，統(tǒng)一潮流控制器UPFC、UPFC母線、若干個(gè)斷路器和 若干個(gè)隔離開(kāi)關(guān)；所述變電站正母線分為I段和II段，中間通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)連接；所述變電 站副母線分為III段和IV段，中間通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)連接；所述變電站正、副母線之間由母聯(lián)開(kāi) 關(guān)連接；所述變電站的每條線路依次連接隔離開(kāi)關(guān)和斷路器，然后通過(guò)一個(gè)隔離開(kāi)關(guān)與變 電站正母線的I段或者II段連接，通過(guò)另一個(gè)隔離開(kāi)關(guān)與變電站副母線的III段或者IV段連 接，通過(guò)一個(gè)隔離開(kāi)關(guān)與UPFC母線V段或VI段相連；所述UPFC母線分為V段母線和VI段母 線，所述V段母線的一側(cè)通過(guò)斷路器與統(tǒng)一潮流控制器的進(jìn)線端連接；所述VI段母線的一 側(cè)通過(guò)斷路器與統(tǒng)一潮流控制器的出線端連接，所述VI段母線的另一側(cè)與變電站正母線的 II段母線、變電站副母線的IV段之間均通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多線路的變電站中統(tǒng)一潮流控制器的安裝電路，其特征 在于，所述統(tǒng)一潮流控制器包括輸電線路、變壓器1和變壓器2、變流器1和變流器2、隔離 開(kāi)關(guān)1和隔離開(kāi)關(guān)2、電容和控制系統(tǒng)；所述隔離開(kāi)關(guān)1安裝于輸電線路和變壓器1之間； 所述隔離開(kāi)關(guān)2安裝于變壓器2與變流器2之間；所述變流器1和變流器2的直流側(cè)通過(guò) 電容連接；所述變流器1和變流器2的交流側(cè)連接控制系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】H02J3/00GK203850833SQ201420271980
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年5月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月26日
【發(fā)明者】劉建坤, 張寧宇, 李群, 陳靜, 荊平, 周飛 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院, 江蘇省電力公司, 國(guó)網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院