基于电压幅值与相角控制的动态潮流控制器及其控制方法

摘要

一种基于电压幅值与相角控制的动态潮流控制器及其控制方法，包括：可控三相变压器、第一功率单元、第二功率单元、测量与控制模块、串联绕组单元、输入电压互感器、输出电压互感器和输出电流互感器构成：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，其中0<N<0.2；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。本发明实现有功功率、无功功率的解耦控制，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等，具有成本低、有功功率与无功功率独立控制、可靠性高的特点。

主权项

一种基于电压幅值与相角控制的动态潮流控制器，其特征在于，该动态潮流控制器包括：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)、输出电压互感器(6)和输出电流互感器(7)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）、第四开关功率管（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；所述的输出电流互感器(7)，串接在可控三相变压器的输出主电路中，其电流信号输出端与所述的测量与控制模块（3）的电流信号输入端口相连；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。