(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211190742.6 (22)申请日 2022.09.28 (71)申请人 国网智能电网研究院有限公司 地址 102209 北京市昌平区未来科技城 滨 河大道18号 (72)发明人 杨志昌　赵国亮　于弘洋　刘啸歌　 戴朝波　陈维江　李卫国　陆振纲　 胡锴　 (74)专利代理 机构 北京三聚阳光知识产权代理 有限公司 1 1250 专利代理师 陈丕光 (51)Int.Cl. H02J 3/38(2006.01) H02J 3/32(2006.01) H02J 3/18(2006.01)H02J 3/16(2006.01) H02J 15/00(2006.01) (54)发明名称 一种面向电网暂态电压支撑的静止式电压 主动支撑装置 (57)摘要 本申请公开了一种面向电网暂态电压支撑 的静止式电压主动支撑装置。 包括： 变压器模块 和换流器主电路模块， 换流器主电路模块经过变 压器模块连接至等值电网的交流母线， 换流器主 电路模块包括多个以级 联H桥型结构连接的子模 块， 每个子模块中包含储能单元； 变压器模块， 用 于将换流器主电路模块输出电压升高至等值电 网交流母线电压； 换流器主电路模块， 用于对直 流电压源的电压进行调制， 构建出电压幅值和相 位可调的目标电压源， 基于目标电压源和交流母 线电压的压差形成电流， 以实现对电网电压的主 动支撑。 本申请提供的装置能够支撑电网大扰动 和小扰动工况下的电压稳定， 具能够在电网电压 支撑能力不足时快速响应， 并主动提供电压支 撑。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 115528729 A 2022.12.27 CN 115528729 A 1.一种面向电网暂态电压支撑的静止式电压主动支撑装置， 其特征在于， 包括： 变压器 模块和换流器主电路模块， 所述换流器主电路模块经过所述变压器模块连接至等值电网的 交流母线， 所述换流器主电路模块包括多个以级联H桥型结构连接的子模块， 每个子模块中 包含储能单元； 所述变压器模块， 用于将换流器主电路模块输出电压 升高至等 值电网交流母线电压； 所述换流器主电路模块， 用于对直流电压源的 电压进行调制， 构建出电压幅值和相位 可调的目标电压源， 基于目标电压源和交流母线电压的压差形成电流， 以实现对电网电压 的主动支撑 。 2.根据权利要求1所述的装置， 其特征在于， 所述变压器模块与 所述交流母线连接的一 端采用角接方式， 所述变压器模块与所述换流器主电路模块连接的一端采用Y 接方式。 3.根据权利要求1所述的装置， 其特征在于， 所述换流器主电路模块包括至少一相主 路， 所述主路包括多个串联的子模块， 所述主路 之间采用星接级联的方式连接 。 4.根据权利要求1所述的装置， 其特征在于， 所述换流器主电路模块包括至少一相主 路， 所述主路包括多个串联的子模块， 所述主路 之间采用角接级联的方式连接 。 5.根据权利要求3和权利要求4所述的装置， 其特征在于， 所述子模块包括桥式电路单 元、 耦合单 元以及储能单 元； 所述桥式电路单元的第 一输入端与 所述主路的正向输入端连接， 所述桥式电路单元的 第一输出端与所述耦合单元的第一输入端连接， 所述耦合单元的第一输出端与所述储能单 元的输入端连接， 所述储能单元 的输出端与所述耦合单元 的第二输入端连接， 所述耦合单 元的第二输出端与所述桥式电路单元的第二输入端连接， 所述桥式电路单元的第二输出端 连接与当前子模块串联的子模块， 或连接所述主路的负向输出端。 6.根据权利要求5所述的装置， 其特 征在于， 所述 桥式电路单 元为H桥结构。 7.根据权利要求5所述的装置， 其特征在于， 所述桥式电路单元包括： 第一支路 以及与 所述第一支路并联设置的第二支路， 所述第一支路包括多个功率器件， 所述多个功率器件 以H桥形式连接， 所述第二支路上设置有电路。 8.根据权利要求5所述的装置， 其特征在于， 所述耦合单元为电力电子直流换流器， 分 为隔离型和非隔离型。 9.根据权利要求5所述的装置， 其特征在于， 所述储能单元至少包括以下一种： 电池、 超 级电容、 氢能、 压缩空气储能。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115528729 A 2一种面向电网暂态电压支撑的 静止式电压主动支撑装 置 技术领域 [0001]本申请涉及电力领域， 尤其涉及了一种面向电网暂态电压支撑的静止式电压主动 支撑装置 。 背景技术 [0002]新能源机组大规模接入， 特高压直流输电工程相继投运以及常规火电机组逐步退 出， 电网运行特性发生了深刻变化， 电网暂态电压问题突出， 呈现出以下四个方面的新特 点： [0003](1)特高压直流送受端暂态电压制约了系统整体送出能力。 大规模新能源接入， 取 代常规同步 发电机组， 主网电压支撑能力不 足， 故障时换流站暂态过电压水平较高， 导致系 统被迫降额 运行。 [0004](2)受端电网 “空心化”导致系统暂态电压稳定问题突出。 受端电网大规模直流馈 入， 本地常规火电机组开机容量不断减少， 受端电网 “空心化”趋势明显， 受端电网暂态电压 支撑能力下降， 暂态电压稳定问题突出。 [0005](3)短路电流超标和暂态电压支撑不足问题并存。 送端电网大量电源通过直流送 出， 受端电网发电厂/变电站密集， 导致送受端电网短路电流超标和暂态电压支撑不 足的问 题并存。 [0006](4)故障影响范围由局部向全局扩散趋势明显。 由于电网暂态电压支撑能力不足， 多直流馈入地区， 单一交流故障可能引起多回直流同时换相失败， 进而导致送端近区暂态 电压大幅、 快速波动， 存在新能源机组大规模无序脱网风险， 故障对电网运行的影响由局部 扩散至全局。 [0007]综上， 亟需提升电网暂态电压支撑能力， 保障电网安全、 稳定运行。 发明内容 [0008]为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题， 本申请提供了一种面 向电网暂态电压支撑的静止式电压主动支撑装置 。 [0009]根据本申请实施例的一个方面， 提供了一种面向电网暂态电压支撑的电压主动支 撑装置， 包括： 变压器模块和换流器主电路模块， 所述换流器主电路模块经过所述变压器模 块连接至等值电网的交流母线， 所述换流器主电路模块包括多个以级联H桥型结构连接的 子模块， 每 个子模块中包 含储能单元； [0010]所述变压器模块， 用于将换流器主电路模块输出电压升高至等值电网交流母线电 压； [0011]所述换流器主电路模块， 用于对直流电压源的电压进行调制， 构建出电压幅值和 相位可调的目标电压源， 基于目标电压源和交流母线电压的压差形成电流， 以实现对电网 电压的主动支撑 。 [0012]进一步的， 所述变压器模块与所述交流母线连接 的一端采用角接方式， 所述变压说　明　书 1/5 页 3 CN 115528729 A 3