一种基于BUCK交流调压的混合型可控移相器电路拓扑

本发明属于电力系统稳态潮流调节领域，具体涉及一种基于buck交流调压的无冲击精确调节混合型可控移相器电路拓扑。

背景技术：

1、面对晶闸管控制移相器是一种具有调节稳态潮流、均衡线路负载以及提升线路输电能力等功能的柔性交流输电设备，可用于满足新型电力系统发展中出现的更广泛的潮流控制需求和更丰富的潮流控制场景。然而目前晶闸管控制移相器主要有连续型和离散型两类，前者存在波形畸变相移或受负荷影响大不能适用多种系统工作条件等问题，后者存在调节过程不连续以及非连续调节带来的过压冲击问题。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明提出如下技术方案：

2、一种基于buck交流调压的混合型可控移相器电路拓扑，包括：第一变压器单元、第二变压器单元、补偿电压变换装置；所述第一变压器单元从线路中获得电压经由补偿电压变换装置得到所需幅值与相角的电压值，并通过第二变压器单元将补偿电压注入到线路中。

3、进一步的，所述第二变压器单元包括至少三个串联变压器。

4、进一步的，所述第一变压器单元包括至少三个并联变压器，优选的，所述并联变压器阀侧绕组分为1：1：3：9四个等级的绕组。

5、进一步的，所述补偿电压变换装置包括四级调压模块，分别为1级连续调压模块，1级离散调压模块，3级离散调压模块，9级离散调压模块。

6、进一步的，所述1级、3级、9级离散调压模块分别包括晶闸管调压电路。

7、进一步的，所述晶闸管调压电路可以根据补偿需求确定不同级别的晶闸管调压电路输出极性为正、负或零。

8、进一步的，所述1级连续调压模块包括双buck双向交流调压电路。

9、进一步的，所述双buck双向交流调压电路，其控制方式采用脉冲宽度调制。

10、进一步的，所述双buck双向交流调压电路包括两个buck电路拓扑输出并联，所述buck电路采用igbt和二极管同向串联构成单向性的组合器件。

11、进一步的，所述电路拓扑还包括故障续流回路。

12、进一步的，所述补偿电压变换装置的三级调压模块串联后连接到串联变压器阀侧绕组。所述1级、3级、9级离散调压模块包括晶闸管调压电路，用于实现整数倍单位补偿电压的离散输出(-13～+13)，所述1级连续调压模块包括双buck双向交流调压电路，用于实现0到1倍单位补偿电压范围内连续的补偿电压输出，二者结合实现-13倍到14倍单位补偿电压范围内连续的补偿电压输出。所述双buck双向交流调压电路包括两个buck电路拓扑输出并联，所述buck电路采用igbt和二极管同向串联构成单向性的组合器件避免了死区设计，根本上避免了开关管换流带来的冲击。

13、进一步的，所述故障续流回路包括全桥整流电路，所述全桥整流电路与所述第二变压器单元相连。优选的，全桥整流电路连接至串联变压器阀侧，故障时全控器件导通使得串联变压器阀侧出现续流回路即不会开路，避免串联变压器网侧承担线路电压进而避免过压冲击。

14、本发明具有潮流控制快速、补偿电压无级调节、无电压电流冲击、结构和控制相对简单、适用多种系统工作条件等优点，可应用于调节稳态潮流、增强线路输电能力、提升系统暂态稳定性以及限制短路电流等。

技术特征：

1.一种基于buck交流调压的混合型可控移相器电路拓扑，其特征在于，所述电路拓扑包括：第一变压器单元、第二变压器单元、补偿电压变换装置；所述第一变压器单元从线路中获得电压经由补偿电压变换装置得到所需幅值与相角的电压值，并通过第二变压器单元将补偿电压注入到线路中。

2.根据权利要求1所述的一种基于buck交流调压的混合型可控移相器电路拓扑，其特征在于：优选的，所述第一变压器单元包括至少三个并联变压器。

3.根据权利要求1所述的一种基于buck交流调压的混合型可控移相器电路拓扑，其特征在于：所述补偿电压变换装置包括四级调压模块，分别为1级连续调压模块，1级离散调压模块，3级离散调压模块，9级离散调压模块。

4.根据权利要求3所述的一种基于buck交流调压的混合型可控移相器电路拓扑，其特征在于：所述1级、3级、9级离散调压模块分别包括晶闸管调压电路。

5.根据权利要求4所述的一种基于buck交流调压的无冲击精确调节混合型可控移相器电路拓扑，其特征在于：所述晶闸管调压电路可以根据补偿需求确定不同级别的晶闸管调压电路输出极性为正、负或零。

6.根据权利要求3所述的一种基于buck交流调压的无冲击精确调节混合型可控移相器电路拓扑，其特征在于：所述1级连续调压模块包括双buck双向交流调压电路。

7.根据权利要求6所述的一种基于buck交流调压的无冲击精确调节混合型可控移相器电路拓扑，其特征在于：所述双buck双向交流调压电路，其控制方式采用脉冲宽度调制。

8.根据权利要求6所述的一种基于buck交流调压的混合型可控移相器电路拓扑，其特征在于：所述双buck双向交流调压电路包括两个buck电路拓扑输出并联，所述buck电路采用igbt和二极管同向串联构成单向性的组合器件。

9.根据权利要求1所述的所述的一种基于buck交流调压的混合型可控移相器电路拓扑，其特征在于：所述电路拓扑还包括故障续流回路。

10.根据权利要求9所述的一种基于buck交流调压的混合型可控移相器电路拓扑，其特征在于：所述故障续流回路包括全桥整流电路，所述全桥整流电路与所述第二变压器单元相连。

技术总结一种基于BUCK交流调压的混合型可控移相器电路拓扑，包括并联变压器、串联变压器、补偿电压变换装置、故障续流回路。并联变压器获取线路电压，通过变换装置得到所需幅值与相角的电压值，并通过串联变压器将补偿电压注入到线路中。补偿电压变换装置包括晶闸管阀组以及双BUCK双向交流调压电路，二者结合能够实现补偿电压的无级调节。故障续流回路可以有效避免晶闸管无法控制关断的固有特性带来的串联变压器开路产生电压冲击的问题。本发明具有补偿电压无级调节、无电压电流冲击、适用多种系统工作条件等优点，可应用于增强线路输电能力、提升系统暂态稳定性以及限制短路电流等。技术研发人员：庞磊,姚永乐,任保航,操昭涵,公维熙,王同磊,李鹏,李群,陈实,庞福滨受保护的技术使用者：西安交通大学技术研发日：技术公布日：2024/9/29