Пригцип работы ОРПМ

На Западе система ОРПМ получила название Unified Power Flow Controller (UPFC) (унифицированная система управления энергопотоками). Это наиболее сложная из систем FACTS, позволяющая осуществлять глубокое и комплексное воздействие на характеристики и режимы электропередачи переменного тока. Основное назначение устройства ОРПМ – регулирование потоков мощности в линиях переменного тока, улучшение качества электроэнергии, повышение устойчивости и дальности электропередачи.

На рисунке 1.1 представлена эквивалентная электрическая схема линии электропередачи (ЛЭП) с двумя генераторами, в которой между напряжениями и включается устройство ОРПМ.

Рисунок 1.1 – Эквивалентная схема включения устройства ОРПМ в ЛЭП

Основой устройства являются два преобразователя напряжения, соединенные между собой последовательно через шины постоянного тока (см. рисунок 1.2): параллельный преобразователь ПН1 и последовательный преобразователь ПН2.

Рисунок 1.2 – Структурная схема устройства ОРПМ

Поскольку преобразователи ПН1 и ПН2 выполнены на инверторов напряжения с широтно – импульсной модуляцией, они могут работать в четырех квадрантах комплексной плоскости, т.е. быть выпрямителем или инвертором, и могут как потреблять, так и генерировать реактивную мощность в каждом из этих режимов. Образуемая преобразователями ПН1 и ПН2 вставка постоянного тока пониженной мощности может управлять режимами работы ЛЭП.

Преобразователь ПН1, связанный с шинами подстанции через трансформатор питания ТП, выполняет две функции. Первая функция заключается в создании контура циркуляции управляемой активной мощности между линией и преобразователями, вторая – в стабилизации напряжения на шинах подстанции U₁ путем поперечной компенсации реактивной мощности. Преобразователь ПН2 обеспечивает выполнение основных функций управления системы ОРПМ: формирование добавочного напряжение , которое вводится в линию с помощью последовательно включенного в нее трансформатора ПТ.

На рисунке 1.3 показана векторная диаграмма, поясняющая принцип работы устройства. Передаваемую активную и реактивную мощность в конце линии

можно определить следующим образом [11]:

(1.1)

Принцип работы устройства основан на регулировании в широком диапазоне величины амплитуды напряжения () и фазового угла () добавочного напряжения Это позволяет изменять амплитуду напряжения в начале линии U2, индуктивное сопротивление ЛЭП , а также фазовый угол между напряжениями по концам линии , и в соответствии с формулой (1.1), поток передаваемой мощности.
Рисунок 1.3 – Принцип работы ОРПМ