專利名稱：一種基于可關(guān)斷器件的移動(dòng)式輸電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種輸電裝置，尤其是一種應(yīng)用于輸變電領(lǐng)域的基于可關(guān)斷器件 的移動(dòng)式輸電裝置，該輸電裝置也可以用于小規(guī)模分散性可再生能源(如風(fēng)力，太陽(yáng)能等) 發(fā)電場(chǎng)并網(wǎng)，敏感負(fù)荷供電，城市負(fù)荷中心供電，海上鉆井平臺(tái)供電，孤島供電。
背景技術(shù)：
隨著國(guó)家對(duì)于可再生清潔能源的大力開發(fā)和利用，能源結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化，伴隨著 風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源利用規(guī)模的不斷擴(kuò)大，其固有的分散性、小型性、遠(yuǎn)離負(fù)荷中心 等特點(diǎn)不斷顯現(xiàn)出來(lái)。而采用傳統(tǒng)的輸電技術(shù)則帶來(lái)了投資規(guī)模大，輸電效率低等一系列 不利因素。另一方面，變流技術(shù)是建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)?；?于變流技術(shù)的輸電技術(shù)具有小型、高效、控制靈活的特點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保價(jià)值可觀，能有 效的減少輸電線路電壓降落和閃變，提高了電能質(zhì)量?，F(xiàn)有輸電技術(shù)中有如下兩種方案(1)傳統(tǒng)的交流輸電技術(shù)，此種方式采用交流架空導(dǎo)線傳輸?shù)男问剑蠼涣麟?力系統(tǒng)中的所有同步發(fā)電機(jī)必須保證同步運(yùn)行，系統(tǒng)的穩(wěn)定性得不到充分保證；用交流輸 電線連接兩個(gè)及以上交流系統(tǒng)時(shí)，短路容量增大，甚至需要更換斷路器或增設(shè)限流裝置；無(wú) 空、輕載時(shí)，交流長(zhǎng)線受端及中部容易發(fā)生電壓異常升高的現(xiàn)象，需要并聯(lián)電抗補(bǔ)償；由于 交流為三線輸送，線路造價(jià)高、年電能損失率大，且容易產(chǎn)生大量的感抗和容抗的無(wú)功損
^^ o(2)基于晶閘管的電流源換流器型直流輸電技術(shù)，此種方式只能工作在有源逆變 狀態(tài)，且受端系統(tǒng)必須有足夠大的短路容量，否則容易發(fā)生換相失?。粨Q流器產(chǎn)生的諧波次 數(shù)低、容量大；換流器需吸收大量的無(wú)功功率需要大量的濾波和無(wú)功補(bǔ)償裝置；換流站占 地面積大、投資大。而基于可關(guān)斷器件的輸電技術(shù)專業(yè)性非常強(qiáng)，而對(duì)于有功功率和無(wú)功功率的四 象限輸電技術(shù)則還沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)，目前的工程化實(shí)施過(guò)程中還只能見到單獨(dú)的進(jìn)行有功功 率傳輸或單獨(dú)的進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)妮旊娂夹g(shù)，如2002年10月美國(guó)SDG&E(San Diego Gas&Electric)的Talega電站交付使用的138kV，士 lOOMvar STATC0M裝置。同時(shí)為了滿足 能源分散性、小型性、遠(yuǎn)離負(fù)荷中心等要求，移動(dòng)式的輸電裝置具有流動(dòng)性強(qiáng)、作業(yè)范圍廣、 裝置利用率高等優(yōu)點(diǎn)。因而此種基于可關(guān)斷器件的移動(dòng)式輸電裝置的應(yīng)用前景十分廣闊。新一代的HVDC (高壓直流)輸電技術(shù)，是以全控型、可關(guān)斷器件構(gòu)成的電壓源換流 器(VSC)為基礎(chǔ)，使得VSC-HVDC輸電系統(tǒng)具備對(duì)其傳輸有功功率和無(wú)功功率進(jìn)行同時(shí)控制 的能力，以及可實(shí)現(xiàn)對(duì)交流無(wú)源網(wǎng)絡(luò)供電等眾多優(yōu)點(diǎn)。圖1所示為兩端聯(lián)結(jié)有源交流網(wǎng)絡(luò) 的柔性直流輸電系統(tǒng)主要設(shè)備及系統(tǒng)構(gòu)成示意圖，VSC換流站的主要設(shè)備有全控?fù)Q流器、直 流電容器、換相電抗器、交流濾波器以及換流變壓器等。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有輸電裝置的不足，提供一種基于可關(guān)斷器件的移 動(dòng)式輸電裝置，以達(dá)到對(duì)孤立負(fù)荷點(diǎn)高效可靠供電的目的。本實(shí)用新型提供的一種基于可關(guān)斷器件的移動(dòng)式輸電裝置是通過(guò)下述技術(shù)方案 來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種基于可關(guān)斷器件的移動(dòng)式輸電裝置，包括兩組相互獨(dú)立的高壓換流站，兩組 高壓換流站采用背靠背連接模式通過(guò)直流側(cè)串連組合在一起，分別作為直流輸電的發(fā)送端 和接收端；其中發(fā)送端連接電網(wǎng)的三相交流電輸出端，將交流電轉(zhuǎn)化為直流電傳輸，接收端 則根據(jù)輸電要求將發(fā)送端傳輸過(guò)來(lái)的直流電轉(zhuǎn)化為交流電送入有源電網(wǎng)或無(wú)源電網(wǎng)。作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的實(shí)施方式，高壓換流站包括移相變壓器和不少于兩個(gè)的 功率單元的組合，所述的功率單元實(shí)現(xiàn)交流與直流的相互轉(zhuǎn)化，移向變壓器原邊接高壓交 流電網(wǎng)，移向變壓器副邊為多繞組輸出，分別接各個(gè)功率單元交流側(cè)，功率單元直流側(cè)通過(guò) 串聯(lián)方式，輸出高壓直流。作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的實(shí)施方式，所述的功率單元包括6個(gè)IGBT的三相兩電平 橋臂，交流側(cè)電容濾波器，交流側(cè)低壓電抗器，直流側(cè)電容，直流側(cè)放電電阻，三相兩電平橋 臂交流側(cè)接交流側(cè)低壓電抗器，再通過(guò)交流側(cè)電容濾波器濾波后接移向變壓器副邊繞組， 直流側(cè)并聯(lián)電容、直流側(cè)放電電阻，以及IGBT VT7，二極管D1構(gòu)成的斬波橋臂并聯(lián)在功率 單元的直流側(cè)。作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的實(shí)施方式，所述移動(dòng)式輸電裝置包括上層控制器和下層 功率單元控制器，其中上層控制器協(xié)調(diào)多個(gè)功率單元的控制目標(biāo)和系統(tǒng)保護(hù)；下層功率單 元控制器完成功率單元的實(shí)時(shí)控制和保護(hù)。作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的實(shí)施方式，所述上層控制器與電力調(diào)度中心進(jìn)行通訊， 接受電力調(diào)度中心的功率、電壓等調(diào)度指令，同時(shí)發(fā)送換流站的實(shí)時(shí)波形數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù) 記錄；與下層功率單元控制器進(jìn)行通訊，發(fā)送給下層功率單元控制器電流、電壓、功率指令， 以及無(wú)源負(fù)載控制時(shí)的交流側(cè)輸出相位角給定，接收下層功率單元控制器的故障信號(hào)和實(shí) 時(shí)數(shù)據(jù)記錄。作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的實(shí)施方式，所述下層功率單元控制器主要實(shí)現(xiàn)單個(gè)功率 單元的實(shí)時(shí)控制，包括電壓外環(huán)控制器和電流內(nèi)環(huán)控制器，其中電壓外環(huán)控制器實(shí)現(xiàn)功率 單元的功率控制，包括有功功率控制和無(wú)功功率控制，電流內(nèi)環(huán)控制器按照電壓外環(huán)輸出 的電流指令進(jìn)行電流控制。作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的實(shí)施方式，所述下層功率單元控制器包括直流電壓控制 器、直流電流控制器和直流功率控制器，實(shí)現(xiàn)有功功率的控制。作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的實(shí)施方式，所述下層功率單元控制器包括無(wú)功功率控制 器和交流電壓控制器，實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率的控制。作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的實(shí)施方式，所述下層功率單元控制器包括發(fā)送端功率單 元控制器和接收端功率單元控制器，發(fā)送端功率單元控制器包括直流電壓控制器、交流電 壓控制器和無(wú)功功率控制器，直流電壓控制器、交流電壓控制器和無(wú)功功率控制器根據(jù)采 集到的實(shí)際值和接收到的給定指令信號(hào)，通過(guò)電流內(nèi)環(huán)控制器控制功率單元；接收端功率 單元控制器包括直流電流控制器、直流功率控制器和交流電壓控制器，直流電流控制器、直流功率控制器和交流電壓控制器根據(jù)采集到的實(shí)際值和接收到給定指令信號(hào)，通過(guò)電流內(nèi) 環(huán)控制器控制功率單元。以上所述的實(shí)施方式中高壓換流站均可安裝在一個(gè)集裝箱車內(nèi)且可以移動(dòng)。通過(guò) 應(yīng)用本實(shí)用新型所描述的輸電裝置，基于可關(guān)斷器件的移動(dòng)式輸電裝置具有小型、高效、控 制靈活等特點(diǎn)，既可以連接兩個(gè)有源電網(wǎng)進(jìn)行并網(wǎng)輸電以及對(duì)敏感負(fù)荷供電，也可以實(shí)現(xiàn) 有源電網(wǎng)與無(wú)源電網(wǎng)的對(duì)接，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)孤立負(fù)荷點(diǎn)供電。采用集裝箱車形式也實(shí)現(xiàn)了輸 電裝置的可移動(dòng)性，提高了裝置的作業(yè)范圍和設(shè)備利用率。整個(gè)裝置的占地面積約為同容 量的傳統(tǒng)直流輸電的20%，輸電效率相比交流架空導(dǎo)線輸電要高出約50%，通過(guò)變流裝置 對(duì)輸出電能波形的數(shù)字化控制，大大提高了電能質(zhì)量。本實(shí)用新型所提供的輸電裝置不僅可以實(shí)現(xiàn)常規(guī)輸電，而且由于有功功率和無(wú)功 功率的獨(dú)立解耦控制，可以滿足其它輸電的特殊要求如實(shí)現(xiàn)非同步運(yùn)行電網(wǎng)的互聯(lián)、對(duì)無(wú) 源電網(wǎng)的供電、STATCOM(Static Var Compensator——靜止同步無(wú)功補(bǔ)償器)等。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)兩端聯(lián)結(jié)有源交流電網(wǎng)的直流輸電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型一種典型實(shí)施方式的系統(tǒng)示意圖；圖3是本實(shí)用新型一種典型實(shí)施方式的功率單元拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及連接成輸電高壓 換流站示意圖；圖4是本實(shí)用新型一種典型實(shí)施方式的系統(tǒng)控制框圖；圖5是圖4所述控制方案中直流電壓控制器；圖6是圖4所述控制方案中直流電流控制器；圖7是圖4所述控制方案中直流功率控制器；圖8是圖4所述控制方案中無(wú)功功率控制器；圖9是圖4所述控制方案中交流電壓控制器；圖10是圖4所述控制方案中電流內(nèi)環(huán)控制器；其中1-高壓換流站一，2-移相變壓器一，3-功率單元一，4-下層功率單元控制 器，5-上層控制器，6-模塊一，7-模塊二，1'-高壓換流站二，2'-移相變壓器二，3'-功 率單元二，6'-模塊三，7'-模塊四，R1-電阻，C1 C2-電容，VT1 VT7-IGBT，D1-二極 管，PT-電壓傳感器，CT-電流傳感器。
具體實(shí)施方式
附圖給出了本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，下面將通過(guò)附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作 進(jìn)一步的描述。如圖2所示，對(duì)于基于可關(guān)斷器件的移動(dòng)式輸電裝置的結(jié)構(gòu)，包括兩組相互獨(dú)立 的高壓換流站(如圖2中標(biāo)號(hào)1和1'部分所示)，兩組換流站采用背靠背連接模式通過(guò)直 流側(cè)并聯(lián)組合在一起，分別作為直流輸電的發(fā)送端(又稱發(fā)端)和接收端(又稱受端)。每 組高壓換流站又包括一對(duì)串聯(lián)的模塊(如圖2中標(biāo)號(hào)6，7，6' ,7'所示)，每個(gè)模塊由移相 變壓器(如圖2中標(biāo)號(hào)2和2'部分所示)和若干個(gè)功率單元(如圖2中標(biāo)號(hào)3和3'部 分所示)組成。每組高壓換流站可集成組裝在移動(dòng)車集裝箱內(nèi)構(gòu)成可移動(dòng)式輸電車。
6[0034]如圖3所示，高壓換流站是由多個(gè)功率單元的組合和移相變壓器構(gòu)成。如圖2中 標(biāo)號(hào)3和3'部分所示的功率單元主電路部分主要由全控電力電子器件三相兩電平橋臂， 斬波橋臂，交流側(cè)低壓電抗器，交流側(cè)濾波電容，直流側(cè)電容，直流側(cè)放電電阻構(gòu)成。功率單 元具體電路拓?fù)淙鐖D3所示，6個(gè)IGBT(VT1 VT6)構(gòu)成的三相橋臂，三相橋臂交流側(cè)接三 相低壓電抗器L1，再通過(guò)三相電容C1濾波后接變壓器副邊繞組。功率單元直流側(cè)并聯(lián)電容 C2與放電電阻R1，以及VT7，D1構(gòu)成的斬波橋臂。在輸電時(shí)功率單元直流側(cè)正極Ud+接上 一個(gè)功率單元直流側(cè)負(fù)極Ud-，而Ud-接下一個(gè)功率單元Ud+，實(shí)現(xiàn)直流側(cè)的功率單元串聯(lián)， 相接構(gòu)成高壓直流源。其中移相變壓器副邊為多繞組輸出，分別接各功率單元交流側(cè)，變壓器原邊接高 壓交流電網(wǎng)。變壓器實(shí)現(xiàn)交流電網(wǎng)高壓與功率單元低壓的相互轉(zhuǎn)化。每組換流站控制系統(tǒng)由上層控制器和各功率單元內(nèi)部的單元控制器組成下層單 元控制器完成功率單元的單位功率因數(shù)穩(wěn)壓控制和保護(hù)，上層控制器完成恒流斬波控制和 系統(tǒng)保護(hù)，控制系統(tǒng)框圖如圖4所示。系統(tǒng)的控制過(guò)程為上層控制器5采集到電壓、電流 等傳感器傳上來(lái)的數(shù)據(jù)后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算與處理，根據(jù)系統(tǒng)的需要而向下層若干個(gè)單元控 制發(fā)送給定指令信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，下層功率單元控制器4接收到給定指令信號(hào)udc*、idc*、 Pdc*、Q*、uSI；后，電壓外環(huán)進(jìn)行功率控制后分別輸出電流參考指令，在電流內(nèi)環(huán)控制器 接收到電流參考指令后，對(duì)電流進(jìn)行控制，輸出電壓控制信號(hào)進(jìn)行PWM載波錯(cuò)相調(diào)制從而 產(chǎn)生PWM脈沖信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)功率單元中的IGBT的控制，達(dá)到分別控制穩(wěn)態(tài)有功和無(wú)功功率 的目的。其中在發(fā)送端的功率單元控制器中，有功功率控制采用直流電壓控制器，為了滿足 不同的輸電情況，可視具體應(yīng)用情況對(duì)無(wú)功功率控制選擇交流電壓控制器或者無(wú)功功率控 制器；在接收端的功率單元控制器中，可以對(duì)有功功率控制選擇直流功率控制器或者直流 電流控制器，無(wú)功功率控制采用交流電壓控制器。其中由于本實(shí)用新型所用的換流站采用多個(gè)功率單元載波錯(cuò)相控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此 必須設(shè)計(jì)一個(gè)上層控制器來(lái)協(xié)調(diào)下層各個(gè)功率單元的控制目標(biāo)。上層控制器所主要功能是 完成與電力調(diào)試中心的通訊、與下層功率單元的通訊、系統(tǒng)保護(hù)和預(yù)充電控制。下層功率 單元控制器實(shí)現(xiàn)單個(gè)功率模塊的實(shí)時(shí)控制，通常均采用電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)的雙環(huán)控制方 式。其中電壓外環(huán)實(shí)現(xiàn)功率單元的功率控制，包括有功功率控制和無(wú)功功率控制。電流內(nèi) 環(huán)按照電壓外環(huán)輸出的電流指令進(jìn)行電流控制。對(duì)于三相交流對(duì)稱系統(tǒng)，假定只考慮交流 基波分量，則穩(wěn)態(tài)dqo模型中的dq分量均為直流變量。通過(guò)選取同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的d軸初 始參考軸方向與電網(wǎng)電動(dòng)勢(shì)矢量重合，即變流器的交流系統(tǒng)A相相電壓初始相位角為0度， 則d軸電流表示電流的有功分量，q軸電流表示電流的無(wú)功分量，通過(guò)分別控制id和、就 可以達(dá)到控制穩(wěn)態(tài)有功和無(wú)功功率的目的。如圖5所示的直流電壓外環(huán)控制器中，圖中ud。、udc*、Aud。、id；分別為直流電壓實(shí) 際值、直流電壓給定值、直流電壓誤差值和直流電流給定值。直流電壓ud。與直流電壓參考 值udc*的偏差量環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換為交流電流有功分量id的修正量idl，通過(guò)功率前饋 環(huán)節(jié)提供id的預(yù)估量id(l，兩者之和構(gòu)成了功率單元有功輸入電流的有功分量的給定參考 值i/，從而去控制功率單元的直流電壓。若功率單元的控制量i/僅為穩(wěn)態(tài)預(yù)估值id(l，則功 率單元電壓開環(huán)運(yùn)行，此時(shí)直流電壓不再維持恒定而是隨著有功負(fù)荷無(wú)功負(fù)荷的變化而波 動(dòng)。[0039]如圖6所示的直流電流外環(huán)控制器中，圖中id。、idc*> udc*、ud。、A idc分別為直流電 流實(shí)際值、直流電流給定值、直流電壓給定值和直流電流實(shí)際值。直流電流id。與直流電壓 參考值idc*的偏差量A idc經(jīng)過(guò)PI環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換為交流電流有功分量id的修正量idl，通過(guò)功率 前饋環(huán)節(jié)提供id的預(yù)估量id(l，兩者之和構(gòu)成了功率單元有功輸入電流的有功分量的給定 參考值i/，從而去控制功率單元的直流電壓。若功率單元的控制量i/僅為穩(wěn)態(tài)預(yù)估值id(l， 則功率單元電流開環(huán)運(yùn)行，此時(shí)直流電流不再維持恒定而是隨著有功負(fù)荷無(wú)功負(fù)荷的變化 而波動(dòng)。如圖7所示的直流功率外環(huán)控制器中，圖中ud。、id。、Pdc*、AP分別為直流電流實(shí)際 值、直流電流實(shí)際值、直流功率給定值和直流功率誤差。直流電壓ud。與直流電流id。相乘得 到直流功率的實(shí)際值Pd。，直流功率偏差量AP經(jīng)過(guò)PI環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換為交流電流有功分量id的 給定參考值i/，從而去控制功率單元的直流功率。如圖8所示的無(wú)功功率外環(huán)控制器中，圖中Q、Q\ A Q分別為功率單元實(shí)際無(wú)功功 率、無(wú)功功率給定值和無(wú)功功率誤差值。無(wú)功功率偏差量A Q經(jīng)過(guò)PI環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換為交流電流 有功分量iq的給定參考值；，從而去控制功率單元的無(wú)功功率。如圖9所示的交流電壓外環(huán)控制器中，圖中usm、usi；、AuSffl分別為功率單元交流電 壓實(shí)際值、交流電壓給定值和交流電壓誤差值。其中信號(hào)usm、Usi；從上層控制器得到。交流 電壓偏差量Ausm經(jīng)過(guò)PI環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換為交流電流無(wú)功分量iq的給定參考值iq，從而去控制功 率單元的交流側(cè)的交流電壓。電流內(nèi)環(huán)控制器如圖10所示，將電流id、iq分別與給定值i/、i<;( = 0)進(jìn)行比較 并進(jìn)行PI控制之后，利用前饋解耦算法，得到功率單元調(diào)制電壓的dq分量。通過(guò)udq以及 鎖相環(huán)所得到的相位信號(hào)，就可以進(jìn)行三相SPWM調(diào)制或SVPWM調(diào)制，得到功率單元的IGBT 元件的觸發(fā)脈沖信號(hào)。雖然結(jié)合附圖描述了本實(shí)用新型的實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以在 所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)作出各種變形或修改。
權(quán)利要求一種基于可關(guān)斷器件的移動(dòng)式輸電裝置，其特征在于包括兩組相互獨(dú)立的高壓換流站，兩組高壓換流站采用背靠背連接模式通過(guò)直流側(cè)并聯(lián)組合在一起，分別作為直流輸電的發(fā)送端和接收端；其中發(fā)送端連接電網(wǎng)的三相交流電輸出端，將交流電轉(zhuǎn)化為直流電傳輸，接收端則根據(jù)輸電要求將發(fā)送端傳輸過(guò)來(lái)的直流電轉(zhuǎn)化為交流電送入有源電網(wǎng)或無(wú)源電網(wǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于可關(guān)斷器件的移動(dòng)式輸電裝置，其特征在于高壓 換流站包括移相變壓器和不少于兩個(gè)的功率單元的組合，所述的功率單元實(shí)現(xiàn)交流與直流 的相互轉(zhuǎn)化，移相變壓器原邊接高壓交流電網(wǎng)，移相變壓器副邊為多繞組輸出，分別接各個(gè) 功率單元交流側(cè)，功率單元直流側(cè)通過(guò)串聯(lián)方式，輸出高壓直流。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于可關(guān)斷器件的移動(dòng)式輸電裝置，其特征在于所述 的功率單元包括6個(gè)IGBT的三相兩電平橋臂，交流側(cè)電容濾波器，交流側(cè)低壓電抗器，直流 側(cè)電容，直流側(cè)放電電阻，三相兩電平橋臂交流側(cè)接交流側(cè)低壓電抗器，再通過(guò)交流側(cè)電容 濾波器濾波后接移向變壓器副邊繞組，直流側(cè)并聯(lián)電容、直流側(cè)放電電阻，以及IGBT(VT7)， 二極管(Dl)構(gòu)成的斬波橋臂并聯(lián)在功率單元的直流側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于可關(guān)斷器件的移動(dòng)式輸電裝置，其特征在于所述 移動(dòng)式輸電裝置包括上層控制器和下層功率單元控制器，上層控制器與下層功率單元控制 器相連，其中上層控制器協(xié)調(diào)多個(gè)功率單元的控制目標(biāo)和系統(tǒng)保護(hù)，下層功率單元控制器 完成功率單元的實(shí)時(shí)控制和保護(hù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于可關(guān)斷器件的移動(dòng)式輸電裝置，其特征在于所述 上層控制器與電力調(diào)度中心進(jìn)行通訊，接受電力調(diào)度中心的功率、電壓調(diào)度指令，同時(shí)發(fā)送 換流站的實(shí)時(shí)波形數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)記錄；與下層功率單元控制器進(jìn)行通訊，發(fā)送給下層功 率單元控制器電流、電壓、功率指令，以及無(wú)源負(fù)載控制時(shí)的交流側(cè)輸出相位角給定，接收 下層功率單元控制器的故障信號(hào)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)記錄。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種基于可關(guān)斷器件的移動(dòng)式輸電裝置，其特征在于 所述下層功率單元控制器主要實(shí)現(xiàn)單個(gè)功率單元的實(shí)時(shí)控制，包括電壓外環(huán)控制器和電流 內(nèi)環(huán)控制器，其中電壓外環(huán)控制器實(shí)現(xiàn)功率單元的功率控制，包括有功功率控制和無(wú)功功 率控制，電流內(nèi)環(huán)控制器按照電壓外環(huán)輸出的電流指令進(jìn)行電流控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于可關(guān)斷器件的移動(dòng)式輸電裝置，其特征在于所述 下層功率單元控制器包括直流電壓控制器、直流電流控制器和直流功率控制器，實(shí)現(xiàn)有功 功率的控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于可關(guān)斷器件的移動(dòng)式輸電裝置，其特征在于所述 下層功率單元控制器包括無(wú)功功率控制器和交流電壓控制器，實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率的控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的一種基于可關(guān)斷器件的移動(dòng)式輸電裝置，其特征在于 所述下層功率單元控制器(4)包括發(fā)送端功率單元控制器和接收端功率單元控制器，發(fā)送 端功率單元控制器包括直流電壓控制器、交流電壓控制器和無(wú)功功率控制器，直流電壓控 制器、交流電壓控制器和無(wú)功功率控制器根據(jù)采集到的實(shí)際值和接收到的給定指令信號(hào)， 通過(guò)電流內(nèi)環(huán)控制器控制功率單元；接收端功率單元控制器包括直流電流控制器、直流功 率控制器和交流電壓控制器，直流電流控制器、直流功率控制器和交流電壓控制器根據(jù)采 集到的實(shí)際值和接收到給定指令信號(hào)，通過(guò)電流內(nèi)環(huán)控制器控制功率單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的一種基于可關(guān)斷器件的移動(dòng)式輸電裝置，其特征在于 所述高壓換流站安裝在一個(gè)集裝箱車內(nèi)且可以移動(dòng)。
專利摘要一種基于可關(guān)斷器件的移動(dòng)式輸電裝置，包括兩組相互獨(dú)立的高壓換流站，兩組高壓換流站采用背靠背連接模式通過(guò)直流側(cè)并聯(lián)組合在一起，分別作為直流輸電的發(fā)送端和接收端。其中發(fā)送端連接電網(wǎng)的三相交流電輸出端，接收端則根據(jù)輸電要求可連接有源電網(wǎng)或無(wú)源電網(wǎng)。輸電方法采用上層控制和下層單元控制兩層控制方式，其中上層控制主要協(xié)調(diào)多個(gè)變流器功率單元的控制目標(biāo)和系統(tǒng)保護(hù)；下層單元控制完成功率單元的實(shí)時(shí)控制和保護(hù)。移動(dòng)式輸電裝置具有小型、高效、控制靈活等特點(diǎn)，提高了裝置的作業(yè)范圍和設(shè)備利用率，同時(shí)大大提高了電能質(zhì)量。
文檔編號(hào)H02J3/18GK201616677SQ20102010023
公開日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2010年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月25日
發(fā)明者劉彤, 周細(xì)文, 張志學(xué), 敬華兵, 李軍, 梁之淵, 梁金成, 王小方, 章輝, 鄧明 申請(qǐng)人:株洲變流技術(shù)國(guó)家工程研究中心有限公司