一種對稱型可控移相器的參數設計方法
【專利摘要】本發明涉及電力電子以及電力設備設計領域，具體涉及一種對稱型可控移相器的參數設計方法。所述方法是確定串聯變壓器和勵磁變壓器的額定參數，包括下述步驟：（1）選定晶閘管并確定晶閘管通態方均根電流；（2）分別確定串聯變壓器和勵磁變壓器變比；（3）分別確定串聯變壓器和勵磁變壓器額定電壓；（4）分別確定串聯變壓器和勵磁變壓器容量；（5）分別確定串聯變壓器和勵磁變壓器額定電流；（6）驗證串聯變壓器和勵磁變壓器參數。本發明針對一種對稱型可控移相器提供了詳細的參數設計方法，可快速準確的設計出一套主設備參數，所提出的主設備參數能夠滿足預設指標的要求，對于所述的對稱型可控移相器的產生制造具有實際的指導作用。
【專利說明】一種對稱型可控移相器的參數設計方法【技術領域】
[0001]本發明涉及電力電子以及電力設備設計領域，具體涉及一種對稱型可控移相器的參數設計方法。
【背景技術】
[0002]移相器屬于電力系統范疇，是控制線路潮流的電力裝置，在北美、歐洲等地已應用多年，并發揮著重要作用，但在我國目前尚未得到應用。移相器主要由勵磁部分、有載調壓部分和串聯部分組成，勵磁部分負責從系統中抽取能量，串聯部分負責將抽取的能力回饋給系統，而有載調壓部分可調節回饋能力的大小。具體工作原理是通過向線路中注入一個電壓，改變裝置接入點之后電壓的相位，從而改變整條線路首末兩端的相角差，達到控制線路潮流的目的。
[0003]實際運行過程中，為適應變化的功率潮流，移相器中有載調壓部分需經常動作，磨損問題嚴重，且響應時間較長，無法應對系統暫態問題。因此晶閘管控制移相器(ThyristorControl Phase Shift Transformer, TCPST)應運而生。所述晶閘管控制移相器采用晶閘管調壓電路代替傳統移相器有載調壓部分，通過改變晶閘管觸發脈沖，完成對注入電壓大小的調節。所述晶閘管控制移相器除能夠發揮傳統移相器合理分配線路輸送功率、提高輸電通道效率、降低電磁環網輸電成本等優點外，還可用來處理系統暫態和動態方面的問題，如提高暫態穩定性、減輕導致聯絡線失步的穿越潮流、抑制故障后線路功率突增所造成的開關過負荷、阻尼振蕩等。目前我國尚無晶閘管可控移相器的工程應用，相關理論研究也主要是針對潮流優化等方面內容，對裝置級參數配合方面的研究很少，本發明以滿足潮流優化能力為目標，提出了一套對稱型可控移相器的參數設計方法，填補了可控移相器相關【技術領域】的空缺。
[0004]我國受端中心電網負荷不斷增加，線路走廊資源日益匱乏，然而現有輸電線路部分重載而部分利用效率不足，亟需有效的潮流優化手段，因此可控移相器具有良好的發展前景。
【發明內容】
[0005]針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種對稱型可控移相器的參數設計方法，能夠很好的解決一種對稱型可控移相器的參數設計，根據本方法提出的參數滿足預設指標的要求。
[0006]本發明的目的是采用下述技術方案實現的:
[0007]—種對稱型可控移相器的參數設計方法，所述可控移相器包括串聯變壓器、勵磁變壓器和晶閘管調壓電路，所述串聯變壓器原邊繞組中點抽頭與勵磁變壓器原邊繞組相連，勵磁變壓器副邊繞組分為至少一個子繞組，所述至少一個子繞組分別與晶閘管調壓電路相連，所述晶閘管調壓電路的輸出端與串聯變壓器副邊繞組相連；
[0008]其改進之處在于，所述方法是確定串聯變壓器和勵磁變壓器的額定參數，包括下述步驟:
[0009]( I)選定晶閘管并確定晶閘管通態方均根電流；
[0010](2)分別確定串聯變壓器和勵磁變壓器變比；
[0011](3)分別確定串聯變壓器和勵磁變壓器額定電壓；
[0012](4)分別確定串聯變壓器和勵磁變壓器容量；
[0013](5)分別確定串聯變壓器和勵磁變壓器額定電流；
[0014](6)驗證串聯變壓器和勵磁變壓器參數。
[0015]其中，所述步驟(I)中，根據電力系統安裝點額定電壓、額定電流、最大允許電流選擇晶閘管并確定晶閘管通態方均根電流It (ElB)。
[0016]其中，所述步驟(2 )中，串聯變壓器變比kse滿足流經晶閘管的電流為晶閘管通態方均根電流的一半，即可確定串聯變壓器變比kse ；
[0017]結合串聯變壓器和勵磁變壓器漏抗Xse%和Xsh%，串聯變壓器變比kse及可控移相器額定移相角度0的指標要求,在最大移相范圍對應的電氣量三角關系式中,確定勵磁變壓器變比ksh ;所述串聯變壓器和勵磁變壓器漏抗范圍在8%_14%之間。
[0018]其中，所述步驟(3)中，勵磁變壓器原邊額定電壓等于接入電力系統的額定電壓，即:
[0019]Uei = Un ①；
[0020]勵磁變壓器副邊額定電壓由勵磁變壓器原邊額定電壓以及勵磁變壓器變比ksh確定，為各個子繞組電壓之和，用下述表達式表示:
[0021]
【權利要求】
1.一種對稱型可控移相器的參數設計方法，所述可控移相器包括串聯變壓器、勵磁變壓器和晶閘管調壓電路，所述串聯變壓器原邊繞組中點抽頭與勵磁變壓器原邊繞組相連，勵磁變壓器副邊繞組分為至少一個子繞組，所述至少一個子繞組分別與晶閘管調壓電路相連，所述晶閘管調壓電路的輸出端與串聯變壓器副邊繞組相連； 其特征在于，所述方法是確定串聯變壓器和勵磁變壓器的額定參數，包括下述步驟: (1)選定晶閘管并確定晶閘管通態方均根電流； (2)分別確定串聯變壓器和勵磁變壓器變比； (3)分別確定串聯變壓器和勵磁變壓器額定電壓； (4)分別確定串聯變壓器和勵磁變壓器容量； (5)分別確定串聯變壓器和勵磁變壓器額定電流； (6)驗證串聯變壓器和勵磁變壓器參數。
2.如權利要求1所述的對稱型可控移相器的參數設計方法，其特征在于，所述步驟(I)中，根據電力系統安裝點額定電壓、額定電流、最大允許電流選擇晶閘管并確定晶閘管通態方均根電流 It(ems) °
3.如權利要求1所述的對稱型可控移相器的參數設計方法，其特征在于，所述步驟(2)中，串聯變壓器變比kse滿足流經晶閘管的電流為晶閘管通態方均根電流的一半，即可確定串聯變壓器變比kse ； 結合串聯變壓器和勵磁變壓器漏抗Xse%和Xsh%，串聯變壓器變比kse及可控移相器額定移相角度σ的指標要求，在最大移相范圍對應的電氣量三角關系式中，確定勵磁變壓器變比ksh ;所述串聯變壓器和勵磁變壓器漏抗范圍在8%-14%之間。
4.如權利要求1所述的對稱型可控移相器的參數設計方法，其特征在于，所述步驟(3)中，勵磁變壓器原邊額定電壓等于接入電力系統的額定電壓，即: UEi = Un ①； 勵磁變壓器副邊額定電壓由勵磁變壓器原邊額定電壓以及勵磁變壓器變比ksh確定，為各個子繞組電壓之和，用下述表達式表示:
UE2 +UE3 + UE4 =-^-(2)；
Κι, 串聯變壓器副邊額定電壓用下述表達式表示: Ub =S{UE2 +UE3 +UeJ=^l ③； 串聯變壓器原邊額定電壓由串聯變壓器副邊用下述表達式表示:
Um = Um - —^J ； Bi ④； 其中:UE1為勵磁變壓器原邊額定電壓；UN為電力系統的額定電壓；UE2、UE3和Ue4分別為勵磁變壓器副邊第一子繞組、第二子繞組和第三子繞組的電壓；UB3為串聯變壓器副邊額定電壓；UB1和Ub2分別為串聯變壓器原邊第一繞組和第二繞組的電壓。
5.如權利要求1所述的對稱型可控移相器的參數設計方法，其特征在于，所述步驟(4)中，串聯變壓器容量和勵磁變壓器容量相等，用下述表達式表示:Sb=Se=3x In X (Um +UB2)/$ ⑤' 其中:SB和Se分別為串聯變壓器和勵磁變壓器容量。
6.如權利要求1所述的對稱型可控移相器的參數設計方法，其特征在于，所述步驟(5)中，串聯變壓器原邊額定電流等于接入電力系統的額定電流，即: Ibi = Ib2 = In ⑥； 串聯變壓器副邊額定電流由串聯變壓器原邊額定電流以及串聯變壓器變比確定，用下述表達式表示:1B3 = kseIN ⑦； 勵磁變壓器原邊額定電流由勵磁變壓器原邊額定電壓以及額定容量確定，用下述表達式表不: r _ I Se
⑧； 勵磁變壓器副邊額定電流由勵磁變壓器原邊額定電流以及勵磁變壓器變比確定，為各個子繞組電流之和，用下述表達式表示:
Ie2+Ie3+Ie4 — kshIE1 ⑨； 其中=Ibi和Ib2分別為串聯變壓器原邊第一繞組、第二繞組額定電流；IN為電力系統的額定電流；Ib3為串聯變壓器副邊額定電流；IE1為勵磁變壓器原邊額定電流；^2、、3和Ie4分別為勵磁變壓器副邊第一子繞組、第二子繞組和第三子繞組的電流。
7.如權利要求1所述的對稱型可控移相器的參數設計方法，其特征在于，所述步驟(6)中，檢驗所得參數是否合理，即制造水平是否能夠達到，不滿足則返回步驟(I)重新選擇晶閘管，直到滿足要求。
8.如權利要求1所述的對稱型可控移相器的參數設計方法，其特征在于，所得參數使可控移相器在額定工況下最大移相角度滿足預設指標要求，并且在各檔位運行工況下，可控移相器均不會過載。
【文檔編號】H02J3/00GK103427414SQ201310232848
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2013年6月13日 優先權日:2013年6月13日
【發明者】周飛, 于弘洋, 荊平, 楊增輝, 胡娟, 蘇雪源, 詹建榮, 陳穎 申請人:國家電網公司, 國網智能電網研究院, 華東電力試驗研究院有限公司, 中國電力科學研究院, 福建省電力有限公司, 福建省電力有限公司廈門電業局