[发明专利]一种带可控串联电阻的有功功率实时控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及配电网领域，尤其涉及一种带可控串联电阻的有功功率实时控制装置。

背景技术

在传统110kV、220kV、500kV等高压和超高压交流输电系统中，输电线路开通和切除一般均由交流断路器进行操控，如图1所示。输电线路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。

在现代电力系统中，采用交直流混合输电技术。直流输电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。直流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。

这种直流输电技术需要经过几百公里或更长线路的输电才能进行，也就是说，需要对原本长距离的交流输电改造成直流输电网才能实现功率的调节。因此，现有技术需要对原本长距离的交流输电改造成直流输电网才能实现功率的调节是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种带可控串联电阻的有功功率实时控制装置，用于解决现有技术需要对原本长距离的交流输电改造成直流输电网才能实现功率的调节的技术问题。

本发明实施例提供一种带可控串联电阻的有功功率实时控制装置，包括：直流操控单元；所述直流操控单元包括：第一换流器、第二换流器、至少一个可控串联电阻器，所述可控串联电阻器的数量与所述带可控串联电阻的有功功率实时控制装置的输出功率具备关联关系；

所述第一换流器的直流侧通过并联的所述可控串联电阻器连接所述第二换流器的直流侧；

所述第一换流器的交流侧与所述第二换流器的交流侧连接。

优选地，所述第一换流器为整流器，所述第二换流器为逆变器。

优选地，所述直流操控单元还包括：反并联的全控型电力电子器件；

所述可控串联电阻器与所述反并联的全控型电力电子器件串联后连接所述第二换流器的直流侧。

优选地，所述全控型电力电子器件具体为晶闸管或晶体管或MOS管或IBGT。

优选地，所述直流操控单元还包括第一换流变压器和第二换流变压器；

所述第一换流变压器与所述第一换流器的交流侧连接；

所述第二换流变压器与所述第二换流器的交流侧连接。

优选地，本发明实施例还包括交流操控单元；

所述交流操控单元包括交流断路器；

所述交流操控单元与所述直流操控单元并联。

优选地，所述交流操控单元的一端通过变电站母线与所述直流操控单元的一端连接；

所述交流操控单元的另一端通过线路侧母线与所述直流操控单元的另一端连接。

优选地，所述第一换流器直流侧直流电压E_dr的计算公式为：

E_dr＝K₀(E_rcosα-X_r)-R_rI_d

其中，K₀为由第一换流器的整流回路的接线方式决定的系数，R_r为直流平波电抗和第一换流变压器以及第一换流器的损耗对应的电阻，I_d为直流电流，E_dr为第一换流器直流侧直流电压，E_r为第一换流器交流侧的交流电压方均根值，β分别为第一换流器的触发角，X_r为第一换流变压器的换相电抗。

优选地，所述第二换流器直流侧直流电压E_di的计算公式为：

E_di＝K₀(E_icosβ+X_i+X_L)+(R_i+R_L)I_d

其中，K₀为由换流器的整流回路的接线方式决定的系数，R_i分别为直流平波电抗和第二换流变压器以及第二换流器的损耗对应的电阻，I_d为直流电流，E_di为第二换流器直流侧直流电压，E_r为第二换流变压器直流侧的交流电压方均根值，X_i为第二换流变压器的换相电抗，β为第二换流器的触发角,R_L和X_L分别为输电线路的电阻和电抗。

优选地，所述直流电流I_d的计算公式为：