一種分布式串聯(lián)耦合潮流控制器的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種分布式串聯(lián)耦合潮流控制器的控制方法，分布式串聯(lián)耦合潮流控制器由分布式串聯(lián)耦合電抗器組組成，單個(gè)分布式串聯(lián)耦合電抗器包括耦合變壓器、晶閘管組V1、電動(dòng)接觸器S1、電流互感器、氧化鋅避雷器MOV和無線通信組件；該控制方法包括三層控制策略：暫態(tài)閉鎖策略、遠(yuǎn)端潮流總控策略和潮流自控策略。通過無線通訊方式，分布式串聯(lián)耦合電抗器組可以通過接受調(diào)度中心宏觀調(diào)控進(jìn)行相應(yīng)的投切，以達(dá)到潮流分布最優(yōu)的目標(biāo)，既防止該條線路超過其熱穩(wěn)定極限，又可以增加網(wǎng)絡(luò)斷面的輸送容量。且在通信障礙的情況下仍可以通過自身檢測(cè)，進(jìn)行對(duì)線路的過大電流進(jìn)行限制，達(dá)到保線的目的。此方案經(jīng)仿真應(yīng)用于某省220kV及以上電網(wǎng)驗(yàn)證，效果明顯。
【專利說明】一種分布式串聯(lián)耦合潮流控制器的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種靈活交流輸電系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)的控制方法，具體講涉及一種分布式 串聯(lián)耦合潮流控制器的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)今電力系統(tǒng)電源分布和網(wǎng)架結(jié)構(gòu)變化極為迅速，輸配電網(wǎng)傳輸線路擁堵的情況 時(shí)有發(fā)生、系統(tǒng)穩(wěn)定性也隨之受到影響，造成運(yùn)營成本飆升、系統(tǒng)設(shè)備完全使用率偏低、潮 流分布不經(jīng)濟(jì)。電網(wǎng)目前廣泛應(yīng)用的靈活交流輸電系統(tǒng)FACTS技術(shù)，如可控串補(bǔ)、SVC、可 控高抗等。這些裝置在特高壓、超高壓系統(tǒng)中對(duì)電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)揮了極其重要的作 用。但是，此類集中式、大容量FACTS裝置：功能繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、占地面積大、一次性投資 成本高、對(duì)日常運(yùn)行管理、維護(hù)檢修的人員專業(yè)技術(shù)要求很高。因此為響應(yīng)電網(wǎng)現(xiàn)代化進(jìn)程 的迫切需求，在基于電力電子裝置的傳統(tǒng)靈活交流輸電系統(tǒng)強(qiáng)有力的技術(shù)支撐下，開發(fā)出 一種分布式潮流控制裝置，以低成本、小體積、標(biāo)準(zhǔn)化、能夠靈活分布和安裝的適用于500kV 以下輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)為優(yōu)勢(shì)，為電網(wǎng)提供穩(wěn)態(tài)潮流控制，提高系統(tǒng)穩(wěn)定極限和輸送能力。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種分布式串聯(lián)耦合潮流控制器的控 制方法，該方法可以通過適當(dāng)?shù)臋z測(cè)及控制，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)潮流控制功能。
[0004] 本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0005] 本發(fā)明提出了一種分布式串聯(lián)耦合電抗器（DSR)組的控制策略，其單個(gè)模塊設(shè)備 裝置主要包括耦合變壓器、晶閘管固態(tài)開關(guān)、電動(dòng)接觸器、電流互感器、氧化鋅避雷器、無線 通信模塊等組成。分布式串聯(lián)耦合電抗器是利用變壓器的短路和開路兩種工況等效感抗的 變化，在目標(biāo)線路上大規(guī)模裝配，向線路補(bǔ)償一定容量的感抗，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)線路環(huán)網(wǎng)潮流的 階梯式控制。
[0006] 本發(fā)明提供一種分布式串聯(lián)耦合潮流控制器的控制方法，所述分布式串聯(lián)耦合潮 流控制器由分布式串聯(lián)耦合電抗器組組成，所述分布式串聯(lián)耦合電抗器包括耦合變壓器、 晶閘管組VI、電動(dòng)接觸器S1、兩個(gè)電流互感器、氧化鋅避雷器MOV和無線通信組件；所述電 流互感器中的一個(gè)電流互感器的一次側(cè)和耦合變壓器的原邊均串聯(lián)連接在輸電線路上，所 述氧化鋅避雷器MOV連接在耦合變壓器的副邊兩端；所述電流互感器的二次側(cè)兩端和耦合 變壓器副邊一端均與電源電路連接；所述氧化鋅避雷器MOV、晶閘管組Vl和電動(dòng)接觸器Sl 并聯(lián)；所述電流互感器中的另一個(gè)電流互感器的一次側(cè)兩端分別與耦合變壓器的副邊一端 和晶閘管組Vl的一端連接，二次側(cè)的兩端均與電源電路連接；所述晶閘管組Vl和電動(dòng)接觸 器Sl均與控制保護(hù)電路連接；所述控制保護(hù)電路與無線通信組件連接；
[0007] 其特征在于，所述控制方法包括下述三層控制策略：暫態(tài)閉鎖策略、遠(yuǎn)端潮流總控 策略和潮流自控策略。
[0008] 進(jìn)一步地，所述耦合變壓器為其鐵芯由拋光的兩部分組成的圓筒狀的耦合變壓 器，其鐵芯環(huán)內(nèi)分別設(shè)有輸電線路，所述兩部分再卡合形成完整的磁路；所述圓筒狀鐵芯由 環(huán)形硅鋼片層層疊加形成，用螺栓組裝在一起；
[0009] 所述晶閘管組Vl和電動(dòng)接觸器Sl構(gòu)成復(fù)合開關(guān)，在切換分布式串聯(lián)耦合電抗器 工作狀態(tài)時(shí)配合使用，用于實(shí)現(xiàn)電流過零切換；所述晶閘管組Vl由反并聯(lián)的晶閘管組成；
[0010] 所述電源電路通過串聯(lián)連接在輸電線路上的電流互感器提取能量，通過整流與濾 波后給控制保護(hù)電路供電。
[0011] 進(jìn)一步地，所述暫態(tài)閉鎖策略為輸電線路發(fā)生故障時(shí)應(yīng)急的最高優(yōu)先級(jí)動(dòng)作策 略；
[0012] 所述暫態(tài)閉鎖策略包括：
[0013] 分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR收到無線通信組件傳送的輸電線路故障信號(hào)后，根據(jù) 分布式串聯(lián)耦合電抗器狀態(tài)反饋信息，若分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR處于投入狀態(tài)，則下 達(dá)閉合晶閘管組Vl及閉合電動(dòng)接觸器Sl的命令，待檢測(cè)到電動(dòng)接觸器Sl閉合后再關(guān)斷晶 閘管組VI，分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR退出運(yùn)行；
[0014] 除遠(yuǎn)端無線通信組件控制分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR退出運(yùn)行之外，其自身電流 互感器能夠監(jiān)測(cè)線路故障電流，當(dāng)輸電線路的故障短路有電流時(shí)，控制保護(hù)電路將檢測(cè)并 同時(shí)觸發(fā)導(dǎo)通晶閘管組Vl和閉合電動(dòng)接觸器S1，晶閘管組Vl首先導(dǎo)通旁路分布式串聯(lián)耦 合電抗器DSR低壓側(cè)，待電動(dòng)接觸器Sl閉合后再關(guān)斷晶閘管組Vl ;
[0015] 當(dāng)分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR投入的情形下，輸電線路被雷擊時(shí)，傳遞雷電過電 壓時(shí)，控保電路檢測(cè)過電壓導(dǎo)通晶閘管組VI，旁路分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR低壓側(cè)；待事 故恢復(fù)5s后，分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR恢復(fù)事故前的狀態(tài)位置。
[0016] 進(jìn)一步地，所述遠(yuǎn)端潮流總控策略為正常運(yùn)行工況下的第二優(yōu)先級(jí)的動(dòng)作策略；
[0017] 由調(diào)度中心根據(jù)全網(wǎng)潮流計(jì)算，制定近期運(yùn)行方式，對(duì)于重載輸電線路進(jìn)行潮流 控制；由遠(yuǎn)端總控臺(tái)根據(jù)調(diào)度下發(fā)的近期運(yùn)行計(jì)劃，下達(dá)輸電線路補(bǔ)償度數(shù)據(jù)并發(fā)送相應(yīng) 數(shù)量及相應(yīng)編號(hào)的分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR的投入/退出命令；所述遠(yuǎn)端潮流總控策略 包括下述情況：
[0018] (1)當(dāng)復(fù)合開關(guān)需要分開時(shí)，即分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR投入時(shí)，首先持續(xù)觸發(fā) 晶閘管組Vl，再斷開電動(dòng)接觸器Sl，將耦合變壓器二次側(cè)電流轉(zhuǎn)移到晶閘管組Vl內(nèi)，最后 閉鎖晶閘管組VI，將電流切斷；
[0019] (2)當(dāng)復(fù)合開關(guān)需要閉合時(shí)，即分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR退出時(shí)，首先持續(xù)觸發(fā) 晶閘管組Vl并保持導(dǎo)通，再閉合電動(dòng)接觸器S1，最后閉鎖晶閘管組VI，將耦合變壓器二次 側(cè)電流轉(zhuǎn)移到電動(dòng)接觸器Sl內(nèi)；
[0020] (3)所述遠(yuǎn)端潮流總控策略在遇到分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR通訊故障或投切機(jī) 械故障時(shí)，根據(jù)反饋的當(dāng)前狀態(tài)做記錄，并在下一次投切任務(wù)中自動(dòng)將該狀態(tài)計(jì)入投切指 標(biāo)內(nèi)。
[0021] 進(jìn)一步地，在情況（1)和（2)中，遠(yuǎn)端總控臺(tái)根據(jù)目標(biāo)潮流與當(dāng)前潮流的參考值下 達(dá)特定編號(hào)的分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR動(dòng)作命令；根據(jù)調(diào)度規(guī)劃的近期運(yùn)行方式反饋得 知的重載線路優(yōu)化所需補(bǔ)償?shù)木€路電感值進(jìn)行計(jì)算，獲得分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR的投 切數(shù)量。
[0022] 進(jìn)一步地，所述潮流自控策略為最低級(jí)的控制策略，針對(duì)主控站進(jìn)行檢修或通訊 信號(hào)送出故障的情況下，分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR根據(jù)輸電線路電流大小進(jìn)行投切以達(dá) 到限流作用，其投切的唯一判斷依據(jù)為輸電線路電流，根據(jù)輸電線路的運(yùn)行工況，對(duì)分布式 串聯(lián)耦合電抗器組中的每個(gè)分布式串聯(lián)耦合電抗器選擇合適的投入動(dòng)作電流定值，當(dāng)輸電 線路電流超過分布式串聯(lián)耦合電抗器的動(dòng)作電流定值時(shí)，分布式串聯(lián)耦合電抗器將自動(dòng)投 入；當(dāng)電流下降至退出動(dòng)作電流定值以下時(shí)，分布式串聯(lián)耦合電抗器將自動(dòng)退出。
[0023] 進(jìn)一步地，所述退出動(dòng)作電流定值小于投入動(dòng)作電流定值。
[0024] 與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明達(dá)到的有益效果是：
[0025] 本發(fā)明提供的分布式串聯(lián)耦合潮流控制器的控制方法，通過無線通訊方式，分布 式串聯(lián)耦合電抗器組可以通過接受調(diào)度中心宏觀調(diào)控進(jìn)行相應(yīng)的投切，以達(dá)到潮流分布最 優(yōu)的目標(biāo)，既防止該條線路超過其熱穩(wěn)定極限，又可以增加網(wǎng)絡(luò)斷面的輸送容量。且在通信 障礙的情況下仍可以通過自身檢測(cè)，進(jìn)行對(duì)線路的過大電流進(jìn)行限制，達(dá)到保護(hù)線路的目 的。此方案經(jīng)仿真應(yīng)用于某省220kV及以上電網(wǎng)驗(yàn)證，效果明顯。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026] 圖1是本發(fā)明提供的分布式串聯(lián)耦合電抗器變壓器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖2是本發(fā)明提供的分布式串聯(lián)耦合電抗器（DSR)主電路圖；
[0028] 圖3是本發(fā)明提供的分布式串聯(lián)耦合潮流控制器的控制邏輯圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0030] 本發(fā)明提供了一種分布式串聯(lián)耦合潮流控制器的控制方法，該方法用的裝置為分 布式串聯(lián)耦合潮流控制器，分布式串聯(lián)耦合潮流控制器由分布式串聯(lián)耦合電抗器組組成， 單個(gè)分布式串聯(lián)耦合電抗器包括耦合變壓器、晶閘管組VI、電動(dòng)接觸器S1、電流互感器、氧 化鋅避雷器MOV和無線通信組件；所述電流互感器的數(shù)目為2,其中一個(gè)電流互感器的一次 側(cè)和耦合變壓器的原邊均串聯(lián)連接在輸電線路上，所述氧化鋅避雷器MOV連接在耦合變壓 器的副邊兩端；所述電流互感器的二次側(cè)兩端和耦合變壓器副邊一端均與電源電路連接； 所述氧化鋅避雷器MOV、晶閘管組Vl和電動(dòng)接觸器Sl并聯(lián)；另一個(gè)電流互感器的一次側(cè)兩 端分別與耦合變壓器的副邊一端和晶閘管組Vl的一端連接，二次側(cè)的兩端均與電源電路 連接；所述晶閘管組Vl和電動(dòng)接觸器Sl均與控制保護(hù)電路連接；所述控制保護(hù)電路與無 線通信組件連接；如圖2所示。分布式串聯(lián)耦合電抗器是利用變壓器的短路和開路兩種工 況等效感抗的變化，在目標(biāo)線路上大規(guī)模裝配，向線路補(bǔ)償一定容量的感抗，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)線 路環(huán)網(wǎng)潮流的階梯式控制。
[0031] 耦合變壓器為圓筒狀的耦合變壓器，圓筒狀的變壓器鐵芯由兩部分組成，能將輸 電線路放入鐵芯環(huán)內(nèi)，然后再卡合在一起，形成完整的磁路。如圖所示。圓筒狀鐵芯由許多 環(huán)形硅鋼片層層疊加形成，用螺栓緊緊地組裝在一起，如圖1所示。用刀具將圓筒沿軸線切 出一部分，將兩部分鐵芯的切面打磨拋光，以減少鐵芯塊卡合時(shí)磁路間隙。
[0032] 所述晶閘管組Vl和電動(dòng)接觸器Sl構(gòu)成復(fù)合開關(guān)，在切換分布式串聯(lián)耦合電抗器 工作狀態(tài)時(shí)配合使用，用于實(shí)現(xiàn)電流過零切換；所述晶閘管組Vl由反并聯(lián)的晶閘管組成；
[0033] 所述電源電路通過串聯(lián)連接在輸電線路上的電流互感器提取能量，通過整流與濾 波后給控制保護(hù)電路供電。
[0034] 正常運(yùn)行時(shí)，分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR的二次側(cè)繞組工作在短路狀態(tài)，為退出 狀態(tài)，對(duì)線路阻抗影響不大；若分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR低壓側(cè)繞組工作在斷開狀態(tài)，分 布式串聯(lián)耦合電抗器DSR投入，則線路感抗增大，減小了線路的潮流。分布式串聯(lián)耦合潮流 控制器的控制策略總體上分為三層：暫態(tài)閉鎖策略、遠(yuǎn)端潮流總控策略和潮流自控策略。
[0035] -、暫態(tài)閉鎖策略作為最高優(yōu)先級(jí)的動(dòng)作策略，為在輸電線路發(fā)生故障時(shí)的應(yīng)急 機(jī)制；暫態(tài)閉鎖策略包括：
[0036] 當(dāng)分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR模塊接收到遠(yuǎn)端傳送的線路故障信號(hào)后，根據(jù)狀態(tài) 反饋信息，若模塊處于投入狀態(tài)，則迅速下達(dá)閉合晶閘管組Vl及閉合電動(dòng)接觸器Sl的命 令，待檢測(cè)到電動(dòng)接觸器Sl已徹底閉合后再將晶閘管組Vl關(guān)斷，模塊退出運(yùn)行；
[0037] 除遠(yuǎn)端無線通訊控制分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR退出運(yùn)行之外，其自身電流互感 器也可以監(jiān)測(cè)線路故障電流，當(dāng)線路的故障短路電流到來時(shí)，控制保護(hù)系統(tǒng)將檢測(cè)并同時(shí) 觸發(fā)導(dǎo)通晶閘管組Vl和閉合電動(dòng)接觸器S1，晶閘管首先導(dǎo)通旁路分布式串聯(lián)耦合電抗器 DSR低壓側(cè)，隨后待電動(dòng)接觸器Sl閉合后再將晶閘管組Vl關(guān)斷；當(dāng)分布式串聯(lián)耦合電抗器 DSR投入的情形下，線路被雷擊，雷電過電壓傳遞到來時(shí)，控保電路檢測(cè)過電壓迅速導(dǎo)通晶 閘管組VI，旁路DSR低壓側(cè)。待事故恢復(fù)5s后，DSR恢復(fù)事故前的狀態(tài)位置。以此保證線 路阻抗在事故前后不發(fā)生變化及應(yīng)對(duì)暫態(tài)過電壓、過電流后因分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR 模塊無法恢復(fù)補(bǔ)償狀態(tài)導(dǎo)致的線路潮流分布變化。
[0038] 二、遠(yuǎn)端潮流總控策略為第二優(yōu)先級(jí)的動(dòng)作策略，為在正常運(yùn)行工況下的控制機(jī) 制，由調(diào)度中心根據(jù)全網(wǎng)潮流計(jì)算，制定近期運(yùn)行方式，對(duì)于重載線路進(jìn)行潮流控制。由遠(yuǎn) 端總控臺(tái)根據(jù)調(diào)度下發(fā)的近期運(yùn)行計(jì)劃，下達(dá)線路補(bǔ)償度數(shù)據(jù)并發(fā)送相應(yīng)數(shù)量及相應(yīng)編號(hào) 的分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR模塊投入/退出命令。
[0039] 遠(yuǎn)端潮流總控策略包括下述情況：
[0040] (1)晶閘管與電動(dòng)接觸器構(gòu)成復(fù)合開關(guān)，當(dāng)復(fù)合開關(guān)需要分開時(shí)，即分布式串聯(lián)耦 合電抗器DSR投入時(shí)，首先持續(xù)觸發(fā)晶閘管組VI，再斷開電動(dòng)接觸器Sl將變壓器二次側(cè)電 流轉(zhuǎn)移到晶閘管內(nèi)，最后閉鎖反并聯(lián)晶閘管組Vl將電流切斷；
[0041] ⑵復(fù)合開關(guān)需要閉合時(shí)，即分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR退出時(shí)，還是首先持續(xù)觸 發(fā)晶閘管組Vl并保持導(dǎo)通，再閉合電動(dòng)接觸器S1，最后閉鎖反并聯(lián)晶閘管組Vl將變壓器二 次側(cè)電流轉(zhuǎn)移到電動(dòng)接觸器內(nèi)。
[0042] 輸電線路上的每一個(gè)分布式串聯(lián)稱合電抗器DSR模塊都會(huì)有編號(hào)，遠(yuǎn)端總控端會(huì) 根據(jù)目標(biāo)潮流與當(dāng)前潮流的參考值下達(dá)特定編號(hào)的模塊動(dòng)作命令。在上述總控策略下，根 據(jù)調(diào)度規(guī)劃的近期運(yùn)行方式反饋得知重載線路優(yōu)化所需補(bǔ)償?shù)木€路電感（μ H)值進(jìn)行計(jì) 算得知分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR模塊的投切數(shù)量。
[0043] (3)在遠(yuǎn)端潮流總控的情況下時(shí)，有可能出現(xiàn)模塊自身故障問題，如觸發(fā)失效、通 信失效。當(dāng)分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR模塊檢測(cè)到自身觸發(fā)失效后，即下達(dá)投切命令后晶 閘管無法按指令動(dòng)作，總控系統(tǒng)標(biāo)記該模塊狀態(tài)失效，根據(jù)反饋的當(dāng)前狀態(tài)做記錄，并在下 一次投切任務(wù)中自動(dòng)將該狀態(tài)計(jì)入投切指標(biāo)內(nèi)。例如某分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR觸發(fā)失 效，其反饋的當(dāng)前狀態(tài)為"投入"，更新的運(yùn)行方式要求線路較之前的運(yùn)行方式增加 X μ H的 電感值，則本次投切時(shí)僅需投入除去失效模塊外的[3^ -1I個(gè)模塊（50 μ H是單個(gè)DSR模 塊的電感值）。當(dāng)分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR模塊發(fā)生通信失效后，即模塊無法接受總控端 發(fā)送的指令或上傳其各狀態(tài)參數(shù)，總控系統(tǒng)將自動(dòng)標(biāo)記該模塊為通信失效，在新的運(yùn)行方 式命令下達(dá)后將根據(jù)所需增加或減少的線路電感（μΗ)數(shù)自動(dòng)投入或退出除去通信失效 模塊外的相應(yīng)數(shù)量分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR模塊。
[0044] 三、潮流自控策略作為最低一級(jí)的策略，旨在針對(duì)主控站檢修，或所發(fā)出的動(dòng)作信 息出現(xiàn)無線通訊故障、受干擾的情況下進(jìn)行自適應(yīng)潮流調(diào)節(jié)，以達(dá)到限制潮流過大的目的。
[0045] 在潮流自控模式下，分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR模塊以線路電流作為唯一判斷依 據(jù)。線路上分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR模塊組中的每一個(gè)模塊都有不同的自控動(dòng)作電流定 值，其不同模塊的動(dòng)作電流定值成線性增長。例如，某線路上的1#分布式串聯(lián)耦合電抗器 DSR模塊的自控動(dòng)作電流可設(shè)定為該線路熱穩(wěn)定電流值的90 %，2#分布式串聯(lián)耦合電抗器 DSR模塊的設(shè)定為90. 5%，以此類推。即當(dāng)線路電流達(dá)到其90%熱穩(wěn)定電流值后，每增長 0. 5%，就會(huì)有一個(gè)分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR模塊投入運(yùn)行，以限制潮流增長。上述例子 中的自控動(dòng)作電流以及不同模塊的電流定值間隔可根據(jù)不同線路平均運(yùn)行工況進(jìn)行調(diào)整。
[0046] 退出動(dòng)作電流定值小于投入動(dòng)作電流定值。此設(shè)定是為了留有一定裕度避免電流 震蕩所引起的模塊頻繁投切。
[0047] 分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR組主要應(yīng)用于以調(diào)度規(guī)劃的運(yùn)行方式為基礎(chǔ)的穩(wěn)態(tài) 潮流控制，正常運(yùn)行時(shí)均處于遠(yuǎn)端潮流總控模式下，因此不需要晶閘管閥的頻繁動(dòng)作，產(chǎn)熱 量低，無需為其安裝水冷或強(qiáng)制風(fēng)冷裝置。由于其工作在高電位，不產(chǎn)生對(duì)地電壓，因此大 大減小了絕緣需求，進(jìn)而降低了事故率，同時(shí)控制策略兼顧了遠(yuǎn)控與自控兩種模式，更具自 適應(yīng)性。
[0048] 實(shí)施例
[0049] 以遼寧電網(wǎng)為例，在其500kV/200kV電磁環(huán)網(wǎng)中由于符合分布不均衡及線路輸電 能力的不平衡，存在1)由于符合增長過快引起的相關(guān)線路輸電能力不足、2)高、低電壓等 級(jí)線路的等值阻抗差異較大，電磁環(huán)網(wǎng)開環(huán)引起的較大潮流轉(zhuǎn)移而形成的輸電瓶頸和3) 電網(wǎng)的戴維南等值阻抗分布不均衡導(dǎo)致的潮流分布不均衡的問題。
[0050] 在遼寧省清河電廠外送斷面中，線路較多，有些線路達(dá)到重載時(shí)其他線路還在輕 載狀態(tài)，檢修方式下再發(fā)生無故障N-I開斷可導(dǎo)致過載。DSR的應(yīng)用（即潮流自控策略）消 除了該方式下的過載情況，斷面輸電能力提高了 124MW。
[0051] 通過上述及其他實(shí)例，安裝分布式串聯(lián)耦合潮流控制器組對(duì)電網(wǎng)的主網(wǎng)靜態(tài)安全 和輸電能力不會(huì)產(chǎn)生明顯負(fù)面影響，且可以明顯提升斷面的輸電能力；對(duì)相關(guān)線路或變電 站主變壓器的短路電流會(huì)有所降低；對(duì)系統(tǒng)無功影響很小。
[0052] 通過經(jīng)濟(jì)性分析，加裝分布式串聯(lián)耦合潮流控制器組相比架設(shè)新線路以緩解線路 過載問題的投資降低了 40%以上。使得分布式串聯(lián)耦合型潮流控制裝置能夠有效控制電網(wǎng) 潮流，提高電網(wǎng)的智能化水平，使得電網(wǎng)運(yùn)行更優(yōu)化，更經(jīng)濟(jì)，能夠創(chuàng)造較大的經(jīng)濟(jì)效益。
[0053] 最后應(yīng)當(dāng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡 管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員依然可以對(duì)本發(fā) 明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者 等同替換，均在申請(qǐng)待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種分布式串聯(lián)耦合潮流控制器的控制方法，所述分布式串聯(lián)耦合潮流控制器由分 布式串聯(lián)耦合電抗器組組成，所述分布式串聯(lián)耦合電抗器包括耦合變壓器、晶閘管組Vl、電 動(dòng)接觸器S1、兩個(gè)電流互感器、氧化鋅避雷器MOV和無線通信組件；所述電流互感器中的一 個(gè)電流互感器的一次側(cè)和耦合變壓器的原邊均串聯(lián)連接在輸電線路上，所述氧化鋅避雷器 MOV連接在耦合變壓器的副邊兩端；所述電流互感器的二次側(cè)兩端和耦合變壓器副邊一端 均與電源電路連接；所述氧化鋅避雷器MOV、晶閘管組Vl和電動(dòng)接觸器Sl并聯(lián)；所述電流 互感器中的另一個(gè)電流互感器的一次側(cè)兩端分別與耦合變壓器的副邊一端和晶閘管組Vl 的一端連接，二次側(cè)的兩端均與電源電路連接；所述晶閘管組Vl和電動(dòng)接觸器Sl均與控制 保護(hù)電路連接；所述控制保護(hù)電路與無線通信組件連接； 其特征在于，所述控制方法包括下述三層控制策略：暫態(tài)閉鎖策略、遠(yuǎn)端潮流總控策略 和潮流自控策略。
2. 如權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述耦合變壓器為其鐵芯由拋光的兩 部分組成的圓筒狀的耦合變壓器，其鐵芯環(huán)內(nèi)分別設(shè)有輸電線路，所述兩部分再卡合形成 完整的磁路；所述圓筒狀鐵芯由環(huán)形硅鋼片層層疊加形成，用螺栓組裝在一起； 所述晶閘管組Vl和電動(dòng)接觸器Sl構(gòu)成復(fù)合開關(guān)，在切換分布式串聯(lián)耦合電抗器工作 狀態(tài)時(shí)配合使用，用于實(shí)現(xiàn)電流過零切換；所述晶閘管組Vl由反并聯(lián)的晶閘管組成； 所述電源電路通過串聯(lián)連接在輸電線路上的電流互感器提取能量，通過整流與濾波后 給控制保護(hù)電路供電。
3. 如權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述暫態(tài)閉鎖策略為輸電線路發(fā)生故 障時(shí)應(yīng)急的最高優(yōu)先級(jí)動(dòng)作策略； 所述暫態(tài)閉鎖策略包括： 分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR收到無線通信組件傳送的輸電線路故障信號(hào)后，根據(jù)分布 式串聯(lián)耦合電抗器狀態(tài)反饋信息，若分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR處于投入狀態(tài)，則下達(dá)閉 合晶閘管組Vl及閉合電動(dòng)接觸器Sl的命令，待檢測(cè)到電動(dòng)接觸器Sl閉合后再關(guān)斷晶閘管 組VI，分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR退出運(yùn)行； 除遠(yuǎn)端無線通信組件控制分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR退出運(yùn)行之外，其自身電流互感 器能夠監(jiān)測(cè)線路故障電流，當(dāng)輸電線路的故障短路有電流時(shí)，控制保護(hù)電路將檢測(cè)并同時(shí) 觸發(fā)導(dǎo)通晶閘管組Vl和閉合電動(dòng)接觸器S1，晶閘管組Vl首先導(dǎo)通旁路分布式串聯(lián)耦合電 抗器DSR低壓側(cè)，待電動(dòng)接觸器Sl閉合后再關(guān)斷晶閘管組Vl ; 當(dāng)分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR投入的情形下，輸電線路被雷擊時(shí)，傳遞雷電過電壓時(shí)， 控保電路檢測(cè)過電壓導(dǎo)通晶閘管組VI，旁路分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR低壓側(cè)；待事故恢 復(fù)5s后，分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR恢復(fù)事故前的狀態(tài)位置。
4. 如權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述遠(yuǎn)端潮流總控策略為正常運(yùn)行工 況下的第二優(yōu)先級(jí)的動(dòng)作策略； 由調(diào)度中心根據(jù)全網(wǎng)潮流計(jì)算，制定近期運(yùn)行方式，對(duì)于重載輸電線路進(jìn)行潮流控制； 由遠(yuǎn)端總控臺(tái)根據(jù)調(diào)度下發(fā)的近期運(yùn)行計(jì)劃，下達(dá)輸電線路補(bǔ)償度數(shù)據(jù)并發(fā)送相應(yīng)數(shù)量及 相應(yīng)編號(hào)的分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR的投入/退出命令；所述遠(yuǎn)端潮流總控策略包括下 述情況： (1)當(dāng)復(fù)合開關(guān)需要分開時(shí)，即分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR投入時(shí)，首先持續(xù)觸發(fā)晶閘 管組Vl，再斷開電動(dòng)接觸器SI，將耦合變壓器二次側(cè)電流轉(zhuǎn)移到晶閘管組Vl內(nèi)，最后閉鎖 晶閘管組VI，將電流切斷； (2) 當(dāng)復(fù)合開關(guān)需要閉合時(shí)，即分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR退出時(shí)，首先持續(xù)觸發(fā)晶閘 管組Vl并保持導(dǎo)通，再閉合電動(dòng)接觸器S1，最后閉鎖晶閘管組VI，將耦合變壓器二次側(cè)電 流轉(zhuǎn)移到電動(dòng)接觸器Sl內(nèi)； (3) 所述遠(yuǎn)端潮流總控策略在遇到分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR通訊故障或投切機(jī)械故 障時(shí)，根據(jù)反饋的當(dāng)前狀態(tài)做記錄，并在下一次投切任務(wù)中自動(dòng)將該狀態(tài)計(jì)入投切指標(biāo)內(nèi)。
5. 如權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于，在情況⑴和⑵中，遠(yuǎn)端總控臺(tái)根據(jù) 目標(biāo)潮流與當(dāng)前潮流的參考值下達(dá)特定編號(hào)的分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR動(dòng)作命令；根據(jù) 調(diào)度規(guī)劃的近期運(yùn)行方式反饋得知的重載線路優(yōu)化所需補(bǔ)償?shù)木€路電感值進(jìn)行計(jì)算，獲得 分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR的投切數(shù)量。
6. 如權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述潮流自控策略為最低級(jí)的控制策 略，針對(duì)主控站進(jìn)行檢修或通訊信號(hào)送出故障的情況下，分布式串聯(lián)耦合電抗器DSR根據(jù) 輸電線路電流大小進(jìn)行投切以達(dá)到限流作用，其投切的唯一判斷依據(jù)為輸電線路電流，根 據(jù)輸電線路的運(yùn)行工況，對(duì)分布式串聯(lián)耦合電抗器組中的每個(gè)分布式串聯(lián)耦合電抗器選擇 合適的投入動(dòng)作電流定值，當(dāng)輸電線路電流超過分布式串聯(lián)耦合電抗器的動(dòng)作電流定值 時(shí)，分布式串聯(lián)耦合電抗器將自動(dòng)投入；當(dāng)電流下降至退出動(dòng)作電流定值以下時(shí)，分布式串 聯(lián)奉禹合電抗器將自動(dòng)退出。
7. 如權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述退出動(dòng)作電流定值小于投入動(dòng)作 電流定值。
【文檔編號(hào)】H02J3/00GK104319765SQ201410592302
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】蓋振宇, 趙剛, 魏春霞 申請(qǐng)人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院, 中電普瑞科技有限公司