UPFC換流閥模塊測(cè)試裝置的研制及應(yīng)用

李興建，篤 峻，姚婷婷，于 哲，張延冬，祁 琦，魏 星

(南瑞繼保電氣有限公司，江蘇 南京 211102)

0 引言

統(tǒng)一潮流控制器(UPFC)[1]是一種功能強(qiáng)大、特性?xún)?yōu)越的新一代柔性交流輸電裝置，也是迄今為止通用性最好的柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)裝置，它綜合了FACTS元件的多種靈活控制手段，具有電壓調(diào)節(jié)、串聯(lián)補(bǔ)償和移相等各種能力[2]。UPFC既能在電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制方面實(shí)現(xiàn)潮流調(diào)節(jié)，合理控制有功功率、無(wú)功功率，提高線(xiàn)路的輸送能力，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化運(yùn)行；又能在動(dòng)態(tài)方面，通過(guò)快速吞吐無(wú)功，動(dòng)態(tài)地支撐接入點(diǎn)的電壓，提高系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性；還可以改善系統(tǒng)阻尼，提高功角穩(wěn)定性[3- 4]。

因UPFC有諸多顯而易見(jiàn)的優(yōu)越性，加上大功率晶閘管的造價(jià)日趨降低，目前我國(guó)和美國(guó)、瑞典、巴西、德國(guó)、英國(guó)、日本等國(guó)家都在積極開(kāi)展FACTS設(shè)備制造或者應(yīng)用的研究，我國(guó)更是取得了快速的進(jìn)步，2015年12月，南京220 kV西環(huán)網(wǎng)UPFC工程正式投入運(yùn)行[5]；2017年12月世界電壓等級(jí)最高、容量最大的UPFC工程——蘇州南部電網(wǎng)500 kV UPFC示范工程正式投運(yùn)。這2個(gè)重點(diǎn)工程都是采用基于IGBT的模塊化多電平換流器(MMC)的UPFC工程。MMC為多個(gè)模塊構(gòu)成的三相橋式結(jié)構(gòu)，其基本單元是一個(gè)半橋單元(子模塊)，每個(gè)子模塊由2個(gè)IGBT器件和1個(gè)直流儲(chǔ)能電容并聯(lián)組成，多個(gè)子模塊串聯(lián)在一起構(gòu)成一個(gè)換流橋臂，6組級(jí)聯(lián)換流橋臂組合在一起構(gòu)成三相換流器[6]。

MMC模塊具有損耗小，可靠性高，電壓、容量等級(jí)易于擴(kuò)展，便于工程實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，但開(kāi)關(guān)器件數(shù)目增加，子模塊數(shù)目比較多，據(jù)統(tǒng)計(jì)，每個(gè)橋臂的串聯(lián)子模塊數(shù)達(dá)到數(shù)百個(gè)[7]，這給新的UPFC工程的驗(yàn)收測(cè)試帶來(lái)不小的難度。……