[发明专利]一种统一潮流控制器UPFC的控制保护系统

说明书

本发明提供了一种统一潮流控制器UPFC的控制保护系统，包括：冗余配置的两套控制系统和两套保护系统；所述两套控制系统均包括：冗余配置的两套并联侧控制系统和两套串联侧控制系统；所述两套保护系统均包括：冗余配置的两套并联侧保护系统和两套串联侧保护系统。本发明提供的技术方案控制和保护功能相互独立并且控制保护双套冗余配置，大大提高了统一潮流控制器UPFC的控制保护系统可靠性，提高了整个UPFC装置的运行可靠性。

技术领域

本发明属于电力系统灵活交流输电(FACTS)领域，具体涉及一种统一潮流控制器UPFC的控制保护系统。

背景技术

在灵活交流输电系统(Flexible Alternative Current Transmission Systems,FACTS)领域，基于变流器的并联型补偿器，如STATCOM装置，它可以有效地产生无功电流，补偿系统无功功率，维持节点的电压，但是对线路的电压补偿能力较弱；而基于变流器的串联型补偿装置，如SSSC装置，可以有效地补偿线路的电压，控制线路潮流，但是对无功电流的补偿能力有限。将并联补偿的STATCOM和串联补偿SSSC综合起来，组成统一潮流控制器(Unified Power Flow Controller，UPFC)，是迄今为止通用性最好的FACTS装置。

通过不同控制策略设计，UPFC不仅可以用于控制母线电压、线路潮流、提高系统动态和暂态稳定性，抑制系统振荡，而且可以在动态方面，通过快速无功吞吐，动态支撑接入点电压，提高系统电压稳定性。若适当控制，还可以改善系统阻尼，提高功角稳定性，以适应电力系统紧急状态下的需要。

对于电力系统一些老旧线路，往往处于负荷较重的地区，受输电能力的限制，通常会存在潮流输送能力不足的问题，同时由于输电通道及占地面积限制，通过增加输电通道而增加输电能力的代价巨大。若利用UPFC，可以做到均衡电网的潮流分布，合理调整线路潮流，在不改变线路原有通道的基础上，提升电网的输电能力。

UPFC装置一般包括控制保护系统、换流阀、阀控及冷却系统、旁路开关、线路串并联变压器、刀闸开关、避雷器以及PTCT等。UPFC控制保护系统主要功能为：实时检测UPFC系统电气量，根据控制策略，触发换流阀，实现潮流控制；同时检测UPFC系统的各种故障状态，正确动作相关保护，及时准确的隔离故障，保证装置的安全稳定运行。除此之外，UPFCA控制保护系统还应具有通信、录波、人机交互等功能。

截止目前，国内外投入运行的UPFC有四套，国外3套，国内1套。其中，国内1套是2015年底投运的南京西环网UPFC，换流阀采用模块化多电平换流器MMC。

现有统一潮流控制器UPFC控制保护系统很多仍为控制保护一体化设计以及单系统设计；有的为了提高可靠性，采取单板卡多CPU设计。另外，现有UPFC控制保护系统装置间通信协议五花八门，没有统一的通信协议，降低了底层通信协议的通用性，增加了系统开发复杂度及后期维护难度。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种统一潮流控制器UPFC的控制保护系统。串联侧采用旁路晶闸管阀(Bypass Thyristor Valve)BTV，故障时实现串联变压器和串联侧换流阀快速保护，控制保护系统各装置间光纤通信均采用相同的协议，解决了控制装置和保护装置协议不统一导致的通信问题，提高了通信协议的通用性。

一种统一潮流控制器UPFC的控制保护系统，包括：冗余配置的两套控制系统和两套保护系统；

所述两套控制系统均包括：冗余配置的两套并联侧控制系统和两套串联侧控制系统；

所述两套保护系统均包括：冗余配置的两套并联侧保护系统和两套串联侧保护系统。

进一步的，所述并联侧控制系统和所述串联侧控制系统均包括：冗余配置的两套控制测量装置和两套控制装置；