一种主变高压侧接入柔性励磁结构的制作方法

本技术涉及励磁，特别是一种主变高压侧接入柔性励磁结构。

背景技术：

1、励磁系统是同步发电机的核心组成部分，对维持发电机稳定运行、保障电力系统安全可靠供电具有关键作用。其主要功能包括维持发电机机端电压稳定、实现并列运行发电机间无功功率的合理分配，进而提升电力系统的整体稳定性。

2、目前，同步发电机广泛采用自并励励磁方式，该方式的励磁电源取自发电机机端，经励磁变压器及可控硅整流器供给发电机励磁，具有励磁响应时间短、机端电压调节速度快等优势，在提升系统小干扰稳定性和大干扰稳定性方面表现突出。然而，常规自并励励磁系统采用晶闸管整流，晶闸管作为半控器件，存在明显局限性：在电网非正常状态下机端电压大幅下降时，无法维持强励能力；难以通过功率交换改善系统阻尼，对系统振荡的抑制能力有限；且仅能从系统吸收无功功率，无法向系统提供有效的无功支撑。

3、随着各地电网中新能源占比的不断提升，电力系统对无功支撑能力的需求日益提高。基于全控器件的柔性直流励磁系统应运而生，其在自并励励磁系统的基础上，将晶闸管变换器替换为全控器件变换器，能够独立控制网侧有功功率和无功功率的交换，为系统提供更强的无功支撑。但现有柔性励磁系统的励磁电源通常仍取自发电机机端，导致网侧阻抗包含主变压器阻抗以及高压侧输电线路阻抗，使得流向系统侧的无功电流较小，严重限制了柔性励磁系统无功注入的实际效果，难以满足新能源高占比电网对无功支撑的需求。

4、为此，本实用新型提出一种主变高压侧接入柔性励磁结构，通过优化励磁系统的接入方式，降低网侧阻抗，充分发挥柔性励磁系统的双通道无功注入优势，提升无功支撑效果，保障电力系统稳定运行。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题是提供一种主变高压侧接入柔性励磁结构，以解决现有励磁系统网侧阻抗大、无功注入效果有限的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

3、一种主变高压侧接入柔性励磁结构，包括发电机组、主变压器、高压侧输电线路、励磁变压器、励磁绕组以及柔性励磁系统；柔性励磁系统与主变压器的高压侧通过励磁变压器连接，柔性励磁系统与励磁绕组连接，励磁绕组与发电机组匹配连接，主变压器通过高压侧输电线路与电力系统连接。

4、上述的柔性励磁系统包括三相变换器、稳压电容器以及直流斩波器；三相变换器的输入端与励磁变压器的输出端连接，三相变换器的输出端与稳压电容器的输入端连接，稳压电容器的输出端与直流斩波器的输入端连接，直流斩波器的输出端与励磁绕组连接。

5、上述的三相变换器为vsc变换器，vsc变换器用于将励磁变压器输出的三相交流电整流为直流电。

6、上述的稳压电容器为电解电容器，稳压电容器用于对三相变换器输出的直流电进行滤波稳压处理。

7、上述的直流斩波器为dc-dc斩波模块，直流斩波器用于将稳压电容器输出的电压转换为励磁绕组所需的励磁电压。

8、上述的励磁变压器的原边绕组与主变压器的高压侧母线连接，励磁变压器的副边绕组与柔性励磁系统的输入端连接。

9、上述的主变压器的低压侧与发电机组的输出端连接，主变压器的高压侧与高压侧输电线路的一端连接，高压侧输电线路的另一端与电力系统连接。

10、上述的柔性励磁系统输出的无功电流分为两路，一路经主变压器流向发电机组的机端，另一路经高压侧输电线路流向电力系统。

11、上述的柔性励磁系统采用全控器件构成，全控器件为igbt或igct功率器件。

12、上述的励磁绕组为发电机组的转子励磁绕组，励磁绕组与直流斩波器的输出端通过电缆固定连接。

13、本实用新型提供的一种主变高压侧接入柔性励磁结构，具有如下有益效果：

14、1. 本结构将柔性励磁系统接入主变压器高压侧，相较于传统机端接入方式，大幅降低了网侧阻抗，使得流向系统侧的无功电流显著增加，有效提升了注入无功对于系统侧的作用效果，充分发挥了柔性励磁系统双通道无功注入的优势；

15、2. 柔性励磁系统采用三相变换器、稳压电容器与直流斩波器的组合结构，能够实现励磁电流和无功功率的精确控制，提升了无功控制效果，使得柔性励磁系统具有更优的控制性能；

16、3. 采用全控器件构成的三相变换器具有升压能力，当机端电压跌落时，由于励磁电源取自主变压器高压侧，能够快速实现强励，有效恢复系统电压；

17、4. 柔性励磁系统具备暂态电压支撑能力，通过强励作用以及与机端的无功功率交换，为电力系统提供更强的电压支撑，显著提升了电力系统运行的稳定性，尤其适用于新能源高占比的电网场景。

1.一种主变高压侧接入柔性励磁结构，其特征是：包括发电机组、主变压器、高压侧输电线路、励磁变压器、励磁绕组以及柔性励磁系统；柔性励磁系统与主变压器的高压侧通过励磁变压器连接，柔性励磁系统与励磁绕组连接，励磁绕组与发电机组匹配连接，主变压器通过高压侧输电线路与电力系统连接。

2.根据权利要求1所述的一种主变高压侧接入柔性励磁结构，其特征在于，所述的柔性励磁系统包括三相变换器、稳压电容器以及直流斩波器；三相变换器的输入端与励磁变压器的输出端连接，三相变换器的输出端与稳压电容器的输入端连接，稳压电容器的输出端与直流斩波器的输入端连接，直流斩波器的输出端与励磁绕组连接。

3.根据权利要求2所述的一种主变高压侧接入柔性励磁结构，其特征在于，所述的三相变换器为vsc变换器，vsc变换器用于将励磁变压器输出的三相交流电整流为直流电。

4.根据权利要求2所述的一种主变高压侧接入柔性励磁结构，其特征在于，所述的稳压电容器为电解电容器，稳压电容器用于对三相变换器输出的直流电进行滤波稳压处理。

5.根据权利要求2所述的一种主变高压侧接入柔性励磁结构，其特征在于，所述的直流斩波器为dc-dc斩波模块，直流斩波器用于将稳压电容器输出的电压转换为励磁绕组所需的励磁电压。

6.根据权利要求1所述的一种主变高压侧接入柔性励磁结构，其特征在于，所述的励磁变压器的原边绕组与主变压器的高压侧母线连接，励磁变压器的副边绕组与柔性励磁系统的输入端连接。

7.根据权利要求1所述的一种主变高压侧接入柔性励磁结构，其特征在于，所述的主变压器的低压侧与发电机组的输出端连接，主变压器的高压侧与高压侧输电线路的一端连接，高压侧输电线路的另一端与电力系统连接。

8.根据权利要求1所述的一种主变高压侧接入柔性励磁结构，其特征在于，所述的柔性励磁系统输出的无功电流分为两路，一路经主变压器流向发电机组的机端，另一路经高压侧输电线路流向电力系统。

9.根据权利要求1所述的一种主变高压侧接入柔性励磁结构，其特征在于，所述的柔性励磁系统采用全控器件构成，全控器件为igbt或igct功率器件。

10.根据权利要求1所述的一种主变高压侧接入柔性励磁结构，其特征在于，所述的励磁绕组为发电机组的转子励磁绕组，励磁绕组与直流斩波器的输出端通过电缆固定连接。