CN106208076A - 一种有功功率实时可控的多馈线输电*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有功功率实时可控的多馈线输电***，包括初级与高压交流母线连接、次级与低压交流母线连接的公共降压变压器，N路功率可控输电子***及N路功率不可控输电子***，每路功率可控输电子***包括：交流侧与高压交流母线连接、直流侧与逆变器的直流侧并联的整流器，其中，整流器的直流侧的正极与逆变器的直流侧的正极之间还设置有电阻器；交流侧与分支降压变压器的初级连接的逆变器；次级通过分支交流母线与输电线路连接的分支降压变压器；每路功率不可控输电子***包括：第一端与低压交流母线连接、第二端与分支交流母线连接的开关。本发明可根据实际应用需要来选择哪种输电子***进行输电，适用范围大，提高了输电***的可靠性高。

Description

一种有功功率实时可控的多馈线输电***

技术领域

本发明涉及高压输电技术领域，特别是涉及一种有功功率实时可控的多馈线输电***。

背景技术

在传统110kV、220kV、500kV等高压和超高压交流输电***中，输电线路的开通和切除一般均由交流断路器进行操控，如图1所示，图1为现有技术中的一种输电***的结构示意图。输电线路的输出功率按自然潮流进行分布，并由线路阻抗、负荷参数来决定，通过机械式的交流断路器很难对输电线路传输功率进行实时控制。

另外，在现代电力***中还采用交直流混合输电技术。该技术的原理是先通过整流装置将交流电变为直流电，经过几百公里或更长线路的输电，再通过逆变装置将直流电变为交流电。采用该种方式输电的最大优势之一就是能够实时控制传输功率的大小和方向。

但上述两种输电方式单一，适用范围小，且当输电***中出现故障时，会导致该输电***供电的负荷的瘫痪，可靠性低，且带来了巨大的经济损失。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的输电***是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种有功功率实时可控的多馈线输电***，一方面，可根据实际应用需要来选择哪种输电子***进行输电，适用范围大；另一方面，提高了输电***的可靠性高。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种有功功率实时可控的多馈线输电***，包括初级与高压交流母线连接、次级与低压交流母线连接的公共降压变压器，还包括N路功率可控输电子***以及N路功率不可控输电子***，N为整数，每路功率可控输电子***包括：

交流侧与所述高压交流母线连接、直流侧与逆变器的直流侧并联的整流器，其中，所述整流器的直流侧的正极与所述逆变器的直流侧的正极之间还设置有电阻器；

交流侧与分支降压变压器的初级连接的所述逆变器；

次级通过分支交流母线与输电线路连接的所述分支降压变压器；

每路功率不可控输电子***包括：

第一端与所述低压交流母线连接、第二端与所述分支交流母线连接的开关。

优选地，N为不小于2的整数。

优选地，所述开关为自动开关。

优选地，所述开关为闸刀开关。

优选地，所述开关为断路器。

优选地，所述整流器为全桥整流器。

优选地，所述整流器为IGBT整流器。

优选地，所述逆变器为全桥逆变器。

优选地，所述逆变器为IGBT逆变器。

本发明提供了一种有功功率实时可控的多馈线输电***，包括初级与高压交流母线连接、次级与低压交流母线连接的公共降压变压器，还包括N路功率可控输电子***以及N路功率不可控输电子***。可见，本发明提供的输电***不仅包括功率可控输电子***，还包括功率不可控输电子***，一方面，可根据实际应用需要来选择哪种输电子***进行输电，适用范围大；另一方面，当某一分支交流母线对应的功率可控输电子***以及功率不可控输电子***中的任意一个***出现故障时，均可通过另一个***来进行正常输电，也即每个分支交流母线对应的功率可控输电子***以及功率不可控输电子***实现互为冗余，提高了输电***的可靠性高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为现有技术中的一种输电***的结构示意图；

图2为本发明提供的一种有功功率实时可控的多馈线输电***的结构示意图；

图3为本发明提供的一种N路功率可控输电子***的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种有功功率实时可控的多馈线输电***，一方面，可根据实际应用需要来选择哪种输电子***进行输电，适用范围大；另一方面，提高了输电***的可靠性高。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参照图2，图2为本发明提供的一种有功功率实时可控的多馈线输电***的结构示意图，该输电***包括：

初级与高压交流母线1连接、次级与低压交流母线3连接的公共降压变压器2，还包括N路功率可控输电子***4以及N路功率不可控输电子***5，N为整数，每路功率可控输电子***4包括：

作为优选地，N为不小于2的整数。

具体地，这里的高压交流母线1(也可称为电源交流母线)为整个输电***提供电源，为提高输电***的安全性能以及减少输送过程的功率损耗，本申请中的输电***采用低压输电，为实现低压输电，本申请采用公共降压变压器2，公共降压变压器2用于将高压交流母线1的高压电流转换为低压电流，低压电流再作为N路功率不可控输电子***5的输入电源。

可以理解的是，这里的N的具体取值根据实际情况来定，本发明在此不做特别的限定。

另外，本申请中在电源侧只采用一个公共降压变压器2，与现有技术中换流变压器与输电线路6一一对应的方案相比，能够省去N-1个换流变压器,因此在经济上可以大幅减小资金投入，成本低。

交流侧与高压交流母线1连接、直流侧与逆变器42的直流侧并联的整流器41，其中，整流器41的直流侧的正极与逆变器42的直流侧的正极之间还设置有电阻器43；

交流侧与分支降压变压器44的初级连接的逆变器42；

作为优选地，整流器41为全桥整流器。

作为优选地，整流器41为IGBT整流器。

作为优选地，逆变器42为全桥逆变器。

作为优选地，逆变器42为IGBT逆变器。

当然，本申请中的整流器41和逆变器42还可以分别选用其他类型的整流器和逆变器，本发明在此不作特别的限定，本实现本发明的目的即可。

具体地，请参照图3，图3为本发明提供的一种N路功率可控输电子***的结构示意图。

在功率可控输电子***4中，整流器41直流侧的电压为：

E_dr＝K₀(E_rcosα-X_r)-R_rI_d

逆变器42直流侧的电压为：

E_di＝K₀(E_icosβ+X_i+X_L)+(R_i+R_L)I_d

直流侧的电流为：

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

其中，K₀为由整流回路的接线方式决定的系数，R_r为直流平波电抗和换流变压器以及整流器41的损耗对应的电阻，R_i为逆变器42的损耗对应的电阻，R为电阻器43的电阻，I_d为直流电流，E_dr为整流器41直流侧直流电压，E_di为逆变器42直流侧直流电压，E_r为整流器41直流侧的交流电压方均根值，E_i为逆变器42直流侧的交流电压方均根值，X_r为整流器41的换相电抗，X_i为逆变器42的换相电抗，α为整流器41的触发角，β为逆变器42的触发角,R_L为输电线路6的电阻，X_L为输电线路6的电抗。

对于发电厂或变电站内的每一条输电线路6，通过装备有功功率实时可控的多馈线输电***，实现功率可控输电子***4以及功率不可控输电子***5交换运行，互为备用。功率可控输电子***4在很短的距离内经过“整流—逆变”过程，利用直流输电原理实现对输出功率的人为控制，也即按定电流、定电压、定功率的控制方式实现对输电线路6传输功率的人为调整，实现交流输电***的潮流控制。

次级通过分支交流母线与输电线路6连接的分支降压变压器44；

每路功率不可控输电子***5包括：

第一端与低压交流母线3连接、第二端与分支交流母线连接的开关。

作为优选地，开关为自动开关。

作为优选地，开关为闸刀开关。

作为优选地，开关为断路器。

具体地，当开关为断路器时，此时断路器还包括必要的隔离开关。

当然，这里的开关还可以为其他类型的开关，本发明在此不做特别的限定，根据实际情况来定。

综上，本发明提供的输电***包括N路功率可控输电子***4以及N路功率不可控输电子***5，通过功率不可控输电子***5的单独运行，电能将按传统自然潮流进行传输，有功功率分布完全由线路阻抗以及负荷参数决定；通过功率可控输电子***4单独运行，利用直流输电原理中“整流—逆变”过程对有功功率的进行实时控制，可实现对输电线路6有功功率控制的目的；

另外，每条输电线路6的功率可控输电子***4以及功率不可控输电子***5均可以分别单独运行，可靠性高，而且在某条输电线路6的功率可控输电子***4或者功率不可控输电子***5出现故障的情况下，也不会影响其他输电线路6的运行以及输出功率的实时调控，可靠性高。

本发明提供了一种有功功率实时可控的多馈线输电***，包括初级与高压交流母线连接、次级与低压交流母线连接的公共降压变压器，还包括N路功率可控输电子***以及N路功率不可控输电子***。可见，本发明提供的输电***不仅包括功率可控输电子***，还包括功率不可控输电子***，一方面，可根据实际应用需要来选择哪种输电子***进行输电，既能进行功率可控的输电，也能进行功率不可控的输电，适用范围大；另一方面，当某一分支交流母线对应的功率可控输电子***以及功率不可控输电子***中的任意一个***出现故障时，均可通过另一个***来进行正常输电，也即每个分支交流母线对应的功率可控输电子***以及功率不可控输电子***实现互为冗余，提高了输电***的可靠性高。

需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种有功功率实时可控的多馈线输电***，其特征在于，包括初级与高压交流母线连接、次级与低压交流母线连接的公共降压变压器，还包括N路功率可控输电子***以及N路功率不可控输电子***，N为整数，每路功率可控输电子***包括：

交流侧与所述高压交流母线连接、直流侧与逆变器的直流侧并联的整流器，其中，所述整流器的直流侧的正极与所述逆变器的直流侧的正极之间还设置有电阻器；

交流侧与分支降压变压器的初级连接的所述逆变器；

次级通过分支交流母线与输电线路连接的所述分支降压变压器；

每路功率不可控输电子***包括：

第一端与所述低压交流母线连接、第二端与所述分支交流母线连接的开关。

2.如权利要求1所述的有功功率实时可控的多馈线输电***，其特征在于，N为不小于2的整数。

3.如权利要求1所述的有功功率实时可控的多馈线输电***，其特征在于，所述开关为自动开关。

4.如权利要求1所述的有功功率实时可控的多馈线输电***，其特征在于，所述开关为闸刀开关。

5.如权利要求1所述的有功功率实时可控的多馈线输电***，其特征在于，所述开关为断路器。

6.如权利要求1所述的有功功率实时可控的多馈线输电***，其特征在于，所述整流器为全桥整流器。

7.如权利要求6所述的有功功率实时可控的多馈线输电***，其特征在于，所述整流器为IGBT整流器。

8.如权利要求1所述的有功功率实时可控的多馈线输电***，其特征在于，所述逆变器为全桥逆变器。

9.如权利要求8所述的有功功率实时可控的多馈线输电***，其特征在于，所述逆变器为IGBT逆变器。