[发明专利]一种空载线路合闸过电压抑制系统及其控制方法

说明书

本发明涉及一种空载线路合闸过电压抑制系统及其控制方法，包括：第一断路器、第二断路器、储能装置和控制模块；所述第一断路器和第二断路器组成串联支路；所述串联支路连接在电网和空载线路之间，所述储能装置并联在所述第二断路器两端；所述控制模块，用于通过控制储能装置的输出电压以及第一断路器和第二断路器的运行状态完成空载线路合闸；本发明在第二断路器两端设置并联的储能装置以及串联的第一断路器，对现有线路的改造难度较低，经济性高且易实现；且通过控制储能装置抑制空载线路合闸时产生的过电压，控制难度小。

技术领域

本发明涉及输电线路的过电压抑制技术领域，具体涉及一种空载线路合闸过电压抑制系统及其控制方法。

背景技术

空载线路合闸是电力系统中的常见操作，合闸后线路中各点电压由零值过渡到考虑电容效应后的工频稳态电压，在此过渡过程中会出现合闸过电压。过电压水平的高低威胁线路中设备的绝缘安全。当设备的绝缘遭到破坏时，设备将无法安全运行，从而威胁到整个电网的安全稳定运行，尤其在大电网黑启动的过程中，存在多次的空载线路合闸操作，上述不利影响尤为严重，常导致系统供电中断以及电网黑启动失败。因此，如何有效抑制空载线路合闸过电压是保障电网安全稳定运行的关键技术之一。

现有技术中，抑制空载线路合闸过电压的一种控制方法在交流输电线路中加装串联补偿电容器以达到降低操作过电压的目的，尤其是对空载线路合闸过电压的限制，此方法加入串联补偿电容器能减小线路电抗，缩小线路两端的相角差，从而有效地提高输电线路的输电能力和系统稳定性。但该方法会影响输电线路的电压特性，并且其抑制效果不能满足我国特高压操作过电压的参考标准。因此该方法不能作为抑制特高压操作过电压的主要手段，只能作为辅助手段。

第二种控制方法是断路器附加合闸电阻或者多级合闸电阻的方法来抑制合闸操作过电压。该方法是通过合闸电阻将合闸过程分为两个阶段或多个阶段进行，缩小每一阶段过渡过程的起始值与稳态值的差，从而减小了每一阶段的过电压。虽然采用合闸电阻抑制过电压效果较好，但该方法存在结构复杂、造价昂贵、可靠性差、维护费用高等问题。

第三种控制方法是利用相控开关技术即控制断路器在指定相位完成线路或设备的开关来抑制合闸或重合闸操作过电压。该方法是通过判断出最佳的合闸相位角之后进行断路器分相合闸，该方法与其他抑制技术配合达有较好的抑制效果。但是此方法不能实现三相同相位合闸，因此可能会导致其他过电流问题，并且对断路器和控制器精度要求较高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种空载线路合闸过电压抑制系统及其控制方法，解决现有控制方法中不能抑制特高压操作过电压、三相合闸不同步以及结构复杂和成本高的问题。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种空载线路合闸过电压抑制系统，其改进之处在于，所述系统包括：第一断路器、第二断路器、储能装置和控制模块；

所述第一断路器和第二断路器组成串联支路；

所述串联支路连接在电网和空载线路之间，所述储能装置并联在所述第二断路器两端；

所述控制模块，用于通过控制储能装置的输出电压以及第一断路器和第二断路器的运行状态完成空载线路合闸。

优选的，所述控制模块，包括：

第一控制单元，用于启动储能装置；

第二控制单元，用于根据电网电压生成控制所述储能装置的控制信号，并利用所述控制信号控制所述储能装置的输出电压；

第三控制单元，用于当所述储能装置的输出电压升至电网电压大小时，闭合第一断路器；

第四控制单元，用于当所述储能装置的输出电压降至0时，闭合第二断路器。