电压幅值与相角独立控制的可控变压器装置及其控制方法

摘要

一种电压幅值与相角独立控制的可控变压器装置及其控制方法，由可控三相变压器、功率单元、测量与控制模块、串联绕组单元、输入电压互感器构成，可控三相变压器的副边包含主接头、正分接头、负分接头，以及每相各自输出2组变比为N的独立绕组，每相的串联绕组单元由可控三相变压器的另外两相、且电压极性相反的各1组独立绕组串接而成。本发明实现可控变压器输出电压的幅值和相角的独立控制，提高电力系统潮流的动态调节能力、输电能力，改善系统的稳定性和可靠性，具有成本低、电压幅值与相角独立控制、可靠性高的特点。

主权项

一种电压幅值与相角独立控制的可控变压器装置，其特征在于该装置包括：可控三相变压器(1)、第一功率单元(2)、第二功率单元(8)、测量与控制模块(3)、串联绕组单元(4)、输入电压互感器(5)和输出电压互感器(6)构成： 所述的可控三相变压器(1)的副边包含主接头(12)、正分接头(13)、负分接头(11)，以及每相各自输出2组变比为N的独立绕组，其中0<N<0.2； 每相的串联绕组单元(4)由可控三相变压器(1)的另外两相、且电压极性相反的各1组独立绕组串接而成； 所述的第一功率单元(2)由第一开关功率管(S₁)、第二开关功率管(S₂)、第一滤波电感(L_f1)第一滤波电容(C_f1)和第二滤波电容(C_f2)组成； 所述的第二功率单元(8)由第三开关功率管(S₃)、第三开关功率管(S₄)、第二滤波电感(L_f2)第三滤波电容(C_f3)和第四滤波电容(C_f4)组成； 所述的第一开关功率管(S₁)、第二开关功率管(S₂)、第三开关功率管(S₃)和第四开关功率管(S₄)均由2个绝缘栅双极型晶体管反向串联构成； 所述的第一开关功率管(S₁)的一端接所述的可控三相变压器(1)副边的正分接头(13)，所述的第二开关功率管(S₂)的一端接负分接头(11)，该第一开关功率管(S₁)的另一端和第二开关功率管(S2)的另一端相连且连接点与所述的第一滤波电感(L_f1)的一端相连，该第一滤波电感(L_f1)的另一端分别与所述的串联绕组单元(4)的一端、第四开关功率管(S₄)的一端、第二滤波电容(C_f2)的一端相连，第二滤波电容(C_f2)的另一端与所述的可控三相变压器(1)的副边主接头(12)相连，所述的串联绕组单元(4)的另一端与第三开关功率管(S₃)的一端相连，所述的第三开关功率管(S₃)另一端和第四开关功率管(S₄)另一端相连且该连接点与所述的第二滤波电感(L_f2)的一端相连，该第二滤波电感(L_f2)的另一端连接输出电源或负载， 所述的第一滤波电容(C_f1)接在所述的可控三相变压器(1)副边的正分接头(13)和负分接头(11)之间，所述的第三滤波电容(C_f3)跨接在第三开关功率管(S₃)与第四开关功率管(S4)不相连的两端之间，所述的第四滤波电容(C_f4)的一端与串联绕组单元(4)中2个串接绕组的连接点相连，第四滤波电容(C_f4)的另一端连接输出电源或负载端， 所述的输入电压互感器(5)的一侧与可控三相变压器原边输入电压主电路相连，电压信号输出端与所述的测量与控制模块(3)的电压信号输入端口相连； 所述的输出电压互感器(6)，一侧与可控三相变压器副边输出电压主电路相连，电压信号输出端与所述的测量与控制模块(3)的电压信号输入端口相连； 所述的测量与控制模块(3)的控制信号输出端分别与所述的第一开关功率管(S₁)第二开关功率管(S₂)、第三开关功率管(S₃)和第四开关功率管(S₄)的控制端相连，该测量与控制模块(3)与上位机相连。