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统一潮流控制器的作用及原理介绍

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:由变压器T1、变压器T2、电容C、变换器Ⅰ、Ⅱ及控制电路组成的电力电子变换系统可实现对负载基波电压、线电流、线路的有功功率和无功功率进行调整,该电路称为电力系统统一潮流控制器,其主电路如图7-60所示。

统一潮流控制器的作用及原理介绍

变压器T1、变压器T2、电容C、变换器Ⅰ、Ⅱ及控制电路组成的电力电子变换系统可实现对负载基波电压、线电流、线路的有功功率无功功率进行调整,该电路称为电力系统统一潮流控制器,其主电路如图7-60所示。首端电压为978-7-111-41076-8-Chapter08-137.jpg,输电线路等效电抗为XL,输电线路的末端输出电压为978-7-111-41076-8-Chapter08-138.jpg。三相桥电压型变换器Ⅰ经过变压器T1并联到电网上,变换器Ⅱ的交流端电压经过变压器T2串联接到电力传输线上。变换器Ⅰ、Ⅱ都是采用DC-AC双向变换器,它们中间接一个大电容C

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图7-60 统一潮流控制器主电路

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图7-61 统一潮流控制器相量图

通过控制变换器Ⅱ输出的串联补偿电压978-7-111-41076-8-Chapter08-141.jpg的大小和相位就可以调节线路电流的大小和相位,改变电网线路中流过的有功电流、无功电流,输电线路传输的有功功率和无功功率以及电压都可以得到调控。图中首端电压978-7-111-41076-8-Chapter08-142.jpg的相位超前末端输出电压978-7-111-41076-8-Chapter08-143.jpg的角度为δ,当输电线路上引入补偿电压ΔU·后,输电线路首端电压由978-7-111-41076-8-Chapter08-144.jpg变为978-7-111-41076-8-Chapter08-145.jpg978-7-111-41076-8-Chapter08-146.jpg978-7-111-41076-8-Chapter08-147.jpg978-7-111-41076-8-Chapter08-148.jpg978-7-111-41076-8-Chapter08-149.jpg的相量图如图7-61所示。从相量图可以看出,978-7-111-41076-8-Chapter08-150.jpg超前978-7-111-41076-8-Chapter08-151.jpg的相角为α978-7-111-41076-8-Chapter08-152.jpg超前978-7-111-41076-8-Chapter08-153.jpg的相角为(α+δ),当α在0~2π之间时,根据叠加原理,串联补偿电压978-7-111-41076-8-Chapter08-154.jpg产生的线路电流增量为978-7-111-41076-8-Chapter08-155.jpg978-7-111-41076-8-Chapter08-156.jpg滞后978-7-111-41076-8-Chapter08-157.jpg,又由于978-7-111-41076-8-Chapter08-158.jpg超前978-7-111-41076-8-Chapter08-159.jpg的相角为(α+δ),所以978-7-111-41076-8-Chapter08-160.jpg978-7-111-41076-8-Chapter08-161.jpg滞后γ=90°-(δ+α),978-7-111-41076-8-Chapter08-162.jpg的有功电流为978-7-111-41076-8-Chapter08-163.jpg,无功电流978-7-111-41076-8-Chapter08-164.jpgΔIsinγ。输电线路末端的有功功率增量ΔP和无功增量ΔQ分别为

978-7-111-41076-8-Chapter08-165.jpg(www.xing528.com)

如果ΔU=0,则此时的输电线路传输功率P0Q0

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引入串联补偿电压978-7-111-41076-8-Chapter08-167.jpg后,输电线路传输到线路末端的功率为

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可见,在978-7-111-41076-8-Chapter08-169.jpg978-7-111-41076-8-Chapter08-170.jpgδ不变的条件下,通过改变补偿电压978-7-111-41076-8-Chapter08-171.jpg的大小和相位α,就可以调控ΔP和ΔQ的大小和方向。

当变换器Ⅱ工作在逆变情况向电网输送有功功率时,变换器Ⅰ应该工作在整流状态,它向电网吸取有功功率;相反,如果变换器Ⅱ工作在整流状态,它向电网吸取有功功率,变换器Ⅰ则工作在逆变状态,它向电网输送有功功率。因此,变换器Ⅰ和变换器Ⅱ的有功功率应该协调控制。

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