[发明专利]柔性直流输电联接变压器有载分接开关的调节方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及柔性直流输电（VSC-HVDC）技术领域，具体涉及一种柔性直流输电联接变压器有载分接开关的调节方法及系统。

背景技术

柔性直流输电技术灵活的应用性能，使其在城市电网互联、新能源并网以及无源负荷供电等领域有着极其广阔的应用前景。联接变压器是柔性直流输电系统的核心部件之一，联接变压器的参数设计直接影响到系统的运行性能。在已有的文献中，对柔性直流联结变压器的参数设计多集中于其额定变比，未见变压器分接开关设计与调节的相关报道。王姗姗的博士学位论文《模块化多电平VSC-HVDC系统主电路参数选择的理论和方法》中只对联接变压器阀侧电压额定值的选取进行了研究，没有考虑电网电压波动和换流器调制度比范围对换流器运行特性的影响。而常规直流输电中，换流变压器有载分接头调节主要有两种调节方式：①保持换流变压器阀侧空载电压恒定；②保持控制角（触发角或关断角）于一定范围。但是由于柔性直流输电技术的工作原理不同于常规直流，在变压器有载分接开关的设计上需要考虑的不是控制角（触发角或关断角），而是柔性直流换流器的调制比，因此在设计方法和调节方法上有很大的差异。

基于电压源换流器的柔性直流输电技术（VSC-HVDC）由于其卓越的可控性和灵活性，近年来发展迅速，工程应用不断增多。联接变压器是柔性直流输电系统中换流器与交流系统之间能量交换的纽带，是柔性直流输电系统的核心部件。联接变压器的参数影响着换流站的运行特性，特别是联接变压器的阀侧电压与换流电抗配合可以获得期望的功率运行区间，同时降低设备的制造成本；联接变压器阀侧电压与换流器的调制比相协调，可使换流器调制比运行于合适的范围，减少输出电压和电流的谐波量。

联接变压器在柔性直流输电系统中实现的主要功能有：

1、在交流系统和电压源换流器间提供换流电抗的作用；

2、将交流系统的电压进行变换，使电压源换流器工作在最佳的电压范围之内以减少输出电压和电流的谐波量，进而减小滤波装置的容量，甚至省去滤波装置；

3、将不同电压等级的换流器进行连接；

4、阻止零序电流在交流系统和换流站之间流动。

柔性直流输电基波等效原理图如图1，根据图1所示，当不计联接变压器和相电抗器的电阻时，联接变压器阀侧电压U_υ与换流器输出电压U_c的基频分量共同作用于联接变压器和相电抗器的等效电抗X，并决定了电压源换流器与交流系统间交换的有功功率P和无功功率Q分别为式（1）和式（2）：

P=UυUcXsinδ---(1);]]>

Q=Uυ(Uccosδ-Uv)X---(2);]]>

式中，M为调制比，μ为直流电压利用率。