混合晶闸管控制串联电容器和无源阻尼滤波器制造技术

本发明专利技术题为“混合晶闸管控制串联电容器和无源阻尼滤波器”。所提供的是一种用于控制传输线上的电力流动的串联电容器，并且包括滤波器电路和晶闸管控制电路，其中滤波器电路和晶闸管控制电路的互连和操作基于其控制的协调来执行，以连接到传输线上的串联电容器组。

【技术实现步骤摘要】


一般涉及串联电容器。
技术介绍
为了增加电力系统中的传输线上的电力流容量，串联电容器组可与传输线串联连接。串联电容器组可具有与连接到传输线的电力系统中的其他组件的负相互作用。其他组件可包括发电机的扭转系统，以及串联电容器组的结合可使发电机的氛围系统不稳定，由此引起高幅值短时长瞬态扭矩(又称作“瞬态扭矩放大”)和/或不稳定/增长振荡扭矩(又称作“次同步谐振”或SSR)，其能够引起对发电机的机械扭转系统(轴、耦合、轴承)的损坏。串联电容器还能够与电气和/或控制系统组件相互作用，从而引起电不稳定性(又称作“次同步控制相互作用”或SSCI)、例如高幅值电流和电压摆动，由此损坏那个相互作用的通路中的电气组件的任一个。此外，功率摆动振荡可在两个强电力系统通过弱传输连接来连接时发生，使得如果大扰动、例如故障发生，则两个强电力系统可在低频振荡中交换大量有功和无功功率(其能够是高幅值和/或不稳定/增长的)，由此引起大电流和电压摆动，其能够损坏功率摆动振荡的通路中的电气组件的任一个。两个装置在过去一直用来减弱、限制或消除上述类型的振荡的部分或全部(其对电力系统造成损坏)。这两个装置称作无源阻尼滤波器和晶闸管控制串联电容器(TCSC)。图1是包括无源阻尼滤波器的常规串联电容器的示意图，以及图2是常规TCSC的示意图不ο图1中，主电容器组110与传输线100串联连接，以及阻尼滤波器电路120与主电容器组110并联设置，并且包括滤波电阻器122、滤波电容器124和电感器滤波电抗器126。滤波电阻器122对主电容器组110所引起的次同步串联谐振进行阻尼。滤波电容器124和滤波电抗器126并联连接，并且与电阻器122串联连接。电容器124和滤波电抗器126在同步频率阻断电阻器122中的电流，以便使稳态导通并且因而使电阻器122中的功率耗散为最小。当存在流经传输线的次同步电流、即其频率小于电源频率的电流时，电流的次同步部分将从主电容器110和滤波电容器124转移开。电流的次同步部分而是定向到滤波电阻器122和滤波电抗器126通路，从而提供宽电阻阻尼，以增加电和扭转稳定性。这种重定向还提供用于主电容器110中的储存能量进行耗散的电阻通路，而没有引起跨发电机的电空气隙的高瞬态扭矩。这种电路没有影响或者以其他方式缓解功率振荡阻尼的现象。图2中，常规TCSC包括:主电容器210，与传输线200串联连接；以及晶闸管控制电抗器电路220，其包括与晶闸管阀230 (其具有作为开关装置进行操作的一对反并联连接晶闸管)串联连接的晶闸管阀电抗器220。晶闸管阀230用来控制晶闸管阀电抗器220的导通时长，并且由此在某个范围之内控制TCSC组的有效串联电抗。TCSC电抗的连续控制又称作微调操作(Vernier operat1n)，并且根据所使用的特定控制可用来提供对前面所述的扭转、电气和功率振荡稳定性问题的正/稳定化阻尼。常规TCSC的主动控制由具有许多可能功能的控制器来执行。功能的这种多样性可引起短时间期间，其中冲突控制命令导致对一种功能是有益而对另一种功能是有害的控制模式的优先化和选择。例如，功率振荡阻尼的功能可使其中的晶闸管阀完全阻断导通，并且在被阻断时，它创建开路、从而留下作为简单固定串联电容器组的主电容器210，并且因而不执行SSR缓解功能。由于这个和其他问题，无法依靠常规TCSC来缓解瞬态扭矩放大的现象。与TCSC关联的另一个问题在于，为了有效地执行某些缓解，其中的晶闸管阀是连续微调操作，其要求TCSC组件、例如晶闸管阀电抗器22和晶闸管阀224被额定为稳态电流，以及在稳态中进行导通的同时，晶闸管阀生成热量，并且为了去除热量和避免对晶闸管组件的损坏，去离子水经过热交换器，以将去离子水栗唧到传输线的高电压，其范围能够从138 kV 至高达 1000 kVo由于电容器组与高压传输线串联连接，所以去离子水需要栗唧到与传输线上的高电压相当的高电压。与无源阻尼滤波器电路120或TCSC组件的这两种类型的常规串联电容器用于各种传输系统功能，包括例如次同步谐振(SSR，扭转稳定性)缓解、瞬态扭矩放大缓解、功率摆动振荡阻尼和电力流控制。
技术实现思路
本公开的各个实施例配置成通过提供串联电容器的混合TCSC和无源阻尼滤波器电路(其协调用于稳态和瞬态期间的改进SSR缓解性能的两种技术的应用，并且促进功率振荡阻尼)，来缓解上述串联电容器的缺点。混合TCSC和无源阻尼滤波器电路用于跨一个或多个串联电容器组的并联连接或串联连接中。可选滤波器开关被提供并且配置成有选择地控制电路中的无源阻尼滤波器的操作。在一个示范实施例中，一种串联电容器被提供以用于控制通过传输线的电力流动，并且包括滤波器电路和晶闸管控制电路，其中滤波器电路和晶闸管控制电路的互连和操作基于其控制的协调来执行，以连接到传输线上的串联电容器组。在另一个示范实施例中，提供一种执行混合晶闸管控制串联电容器(TCSC)和无源阻尼滤波器电路的操作的方法。该方法包括基于控制的协调来控制TCSC和无源阻尼滤波器电路的滤波器电路和晶闸管控制电路的互连和操作，以连接到串联电容器组。技术方案1:一种用于控制通过传输线的电力流动的串联电容器，包括: 滤波器电路；以及 晶闸管控制电路，其中所述滤波器电路和所述晶闸管控制电路的互连和操作基于其控制的协调来执行，以连接到传输线上的串联电容器组。技术方案2:如技术方案1所述的串联电容器，其中，所述串联电容器还包括: 滤波器开关，配置成促进所述滤波器电路的所述互连和操作，其中将阻断信号传送给所述晶闸管控制电路以暂时阻断所述晶闸管控制电路，以及将所述阻断信号同时传送给所述滤波器开关，以在所述晶闸管控制电路的阻断的同时发起所述滤波器电路的操作。技术方案3:如技术方案1所述的串联电容器，其中，所述滤波器电路包括: 并联连接的滤波电抗器和滤波电容器；以及 与所述滤波电抗器和所述滤波电容器串联连接的滤波电阻器，其中所述滤波电阻器配置成监测从连接到所述传输线的电力生成源流动的电流，并且传送所述电流以协调所述晶闸管控制电路的操作。技术方案4:如技术方案3所述的串联电容器，其中，所述晶闸管控制电路包括: 晶闸管阀电抗器；以及 晶闸管阀，其中从所述滤波器电路所传送的所述电流通知所述晶闸管的启动、所述电流的次同步组件的监测以及在超过预定幅值时发起所述晶闸管阀的操作。技术方案5:如技术方案4所述的串联电容器，其中，所述滤波器电路处的所述电流的监测采用通过分析流经所述滤波电阻器的次同步电流的幅值并且改变所述晶闸管阀的微调操作水平以减弱瞬变的算法来执行。技术方案6:如技术方案1所述的串联电容器，其中，所述滤波器电路和所述晶闸管控制电路按照并联连接来设置。技术方案7:如技术方案1所述的串联电容器，其中，所述滤波器电路和所述晶闸管控制电路按照串联连接来设置。技术方案8:一种执行混合晶闸管控制串联电容器(TCSC)和无源阻尼滤波器电路的操作的方法，包括: 基于控制的协调来控制所述TCSC和无源阻尼滤波器电路的滤波器电路和晶闸管控制电路的互连和操作，以连接到串联电容器组。技术方案9:如技术方案8所述的方法，其中，通过所述无源阻尼电路的滤波电阻器来控制所述互连和操作包括: 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制通过传输线的电力流动的串联电容器，包括：滤波器电路；以及晶闸管控制电路，其中所述滤波器电路和所述晶闸管控制电路的互连和操作基于其控制的协调来执行，以连接到传输线上的串联电容器组。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：BE恩格里斯，PE马肯，
申请(专利权)人：通用电气能源能量变换技术有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB