功率单元单独控制含主站和从站的轻型直流输电系统技术方案

技术编号:10796432 阅读:93 留言:0更新日期:2014-12-19 22:00
功率单元单独控制含主站和从站的轻型直流输电系统,整流侧与逆变侧采用相同的结构,整流侧为主站,逆变侧为从站,主站与从站通过集控中心进行数据交换,每个单元都有独立的控制系统,每个功率单元桥臂侧通过电抗器连接到变压器二次侧的0.5kV绕组,功率单元直流侧首尾连接,每个功率单元通过接收光纤和发送光纤与上位机CPU进行通信,接收上位机指令,并发送单元信息;提高了系统整体的可靠性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】功率单元单独控制含主站和从站的轻型直流输电系统,整流侧与逆变侧采用相同的结构,整流侧为主站,逆变侧为从站,主站与从站通过集控中心进行数据交换,每个单元都有独立的控制系统,每个功率单元桥臂侧通过电抗器连接到变压器二次侧的0.5kV绕组,功率单元直流侧首尾连接,每个功率单元通过接收光纤和发送光纤与上位机CPU进行通信,接收上位机指令,并发送单元信息;提高了系统整体的可靠性和稳定性。【专利说明】 功率单元单独控制含主站和从站的轻型直流输电系统
本技术涉及一种功率单元串联多电平型的轻型直流输电系统。
技术介绍
随着国民经济的高速增长,我国电力工业得到快速发展,根据国家能源局发布的数据显示,2013年,全社会用电量累计53223亿千瓦时,同比增长7.5%,全国发电设备累计平均利用小时为4511小时,分别居于世界第一位和第二位。与此同时,我国电网发展速度更快,截止2013年年底,全国电网220kV及以上输电线路回路长度为52.75万公里,公用变电设备容量为23.87亿千伏安,位居世界第一。由于我国能源与负荷呈逆向分布,能源远距离输送现象突出,而直流输电具有送电距离远、送电容量大、控制灵活等特点,符合电力系统之间的网络互联及巨型水电、火电基地电力外送等,因而是目前我国电网发展中所迫切需要的技术。 高压直流输电技术起步在20世纪50年代,而突破性的发展是在80年代,进入21世纪后,更是备受关注。我国直流输电技术也是在20世纪80年代得到重要发展,建成了代表当时世界先进水平的葛洲坝-上海±500kV直流输电工程。 柔性直流输电(也就是轻型直流输电,HVDC-Light)是在绝缘栅双极晶闸管和电压源换流器基础上发展起来的一种新型直流输电技术。自1999年连接瑞典大陆与哥特兰岛之间的第一条商业化轻型直流输电线路投入运行以来,柔性直流输电技术以其自身的优点得到工程界的高度重视和快速发展。传统的换流器中晶闸管触发后,只能在电流过零点才能自然关闭,而且两端交流系统必须是有源的,而新型的电压源换流器使用大功率门极关断晶闸管,可自由地控制电流的导通或关断,从而使换流器具有更大的控制自由度。 功率单兀串联多电平型轻型直流输电系统的结构不同于传统系统的拓扑结构,功率单元串联多电平型轻型直流输电系统的整流侧、逆变侧均为多个单元串联组成,每个单元的直流侧也串联组成一个整体直流侧。整流侧与逆变侧采用相同的结构,控制方式上均采用PWM整流控制。但若都采用正常的PWM整流控制方式,则整流站与逆变站都将对直流侧电压进行控制,而整流侧与逆变侧并联在同一母线,容易导致系统失控。
技术实现思路
本技术提供一种功率单元单独控制含主站和从站的轻型直流输电系统,整流侧与逆变侧采用相同的结构,整流侧为主站,逆变侧为从站,主站与从站通过集控中心进行数据交换,每个单元都有独立的控制系统(包括CPU、采样回路和保护回路),每个单元通过接收光纤和发送光纤与上位机CPU进行通信,接收上位机指令,并发送单元信息;提高了系统整体的可靠性和稳定性。 为实现上述目的,本技术通过以下技术方案实现: 功率单元单独控制含主站和从站的轻型直流输电系统,包括整流侧和逆变侧,整流侧与逆变侧采用相同的结构,其特征在于,整流侧为主站,逆变侧为从站,主站与从站各由12个功率单元组成,每个功率单元都有独立的控制系统,所述的控制系统包括CPU、采样回路和保护回路;每个功率单元桥臂侧通过电抗器连接到变压器二次侧的0.5kV绕组,功率单元直流侧首尾连接,每个功率单元通过接收光纤和发送光纤与上位机CPU进行通信,上位机CPU对每个功率单元发送启动、停止、复位、参数设置命令,同时上位机CPU接收所有功率单元的信息并对所有单元的信息进行综合处理;主站与从站之间通过设置于10公里之外的集控中心进行数据交换,当主站发生故障后通过集控中心将故障信息传递给从站CPU,从站CPU给所有单元下发脉冲封锁命令。 所述整流侧、逆变侧的变压器的一次侧通过断路器KM2、KMl与电网相连接,且断路器KM2的每一相都并联有保护电阻;整流侧、逆变侧的直流侧与直流电缆的连接处设有熔断器FU、避雷器及电抗器L ;整流侧、逆变侧的功率单元桥臂侧设有电流互感器CT。 所述的功率单元所采用半导体开关器件为IGBT、GT0、IGCT、或IEGT全控型开关器件。 与现有技术相比,本技术的有益效果是: 采用主站、从站分别控制的方式,且每个功率单元具有独立的控制系统,减小功率单元因过压或欠压引起的故障,提高了系统整体的可靠性和稳定性。 【专利附图】【附图说明】 图1是轻型直流输电系统的整体拓扑图。 图2是功率单元的结构图。 图3是主站和从站的通讯系统图。 【具体实施方式】 下面结合附图对本技术的具体技术方案作进一步详细描述。 功率单元单独控制含主站和从站的轻型直流输电系统,包括整流侧、逆变侧和直流电缆。整流侧与逆变侧采用相同的结构,整流侧为主站,逆变侧为从站,主站与从站各由12个功率单元(Power Unit)组成,每个单元都有独立的控制系统,所述的控制系统包括CPU、采样回路和保护回路。每个功率单元桥臂侧通过电抗器连接到变压器二次侧的0.5kV绕组,在电抗器与变压器二次侧的0.5kV绕组之间还设有滤波电容器。功率单元直流侧首尾连接,每个单元通过接收光纤和发送光纤与上位机CPU进行通信,上位机CPU对每个单元发送启动、停止、复位、参数设置命令,同时上位机CPU接收所有单元的信息并对所有单元的信息进行综合处理;主站与从站之间通过设置于10公里之外的集控中心进行数据交换,当主站发生故障后通过集控中心将故障信息传递给从站CPU,从站CPU给所有单元下发脉冲封锁命令。 整流侧、逆变侧的变压器的一次侧通过断路器KM2、KMl与电网相连接,且断路器KM2的每一相都并联有保护电阻。整流侧、逆变侧的直流侧与直流电缆的连接处设有熔断器FU、避雷器及电抗器L ;整流侧、逆变侧的功率单元桥臂侧设有电流互感器CT。 所述的功率单元所采用半导体开关器件可为IGBT、GT0、IGCT、IEGT或其它全控型开关器件。 轻型直流输电系统采用主站、从站分别控制的方式,且每个功率单元具有独立的控制系统,减小功率单元因过压或欠压引起的故障,提高了系统整体的可靠性和稳定性。【权利要求】1.功率单元单独控制含主站和从站的轻型直流输电系统,包括整流侧和逆变侧,整流侧与逆变侧采用相同的结构,其特征在于,整流侧为主站,逆变侧为从站,主站与从站各由12个功率单元组成,每个功率单元都有独立的控制系统,所述的控制系统包括CPU、采样回路和保护回路;每个功率单元桥臂侧通过电抗器连接到变压器二次侧的0.5kV绕组,功率单元直流侧首尾连接,每个功率单元通过接收光纤和发送光纤与上位机CPU进行通信,上位机CPU对每个功率单元发送启动、停止、复位、参数设置命令,同时上位机CPU接收所有功率单元的信息并对所有单元的信息进行综合处理;主站与从站之间通过设置于10公里之外的集控中心进行数据交换,当主站发生故障后通过集控中心将故障信息传递给从站CPU,从站CPU给所有单元下发脉冲封锁命令。2.根据权利要求1所述本文档来自技高网
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【技术保护点】
功率单元单独控制含主站和从站的轻型直流输电系统,包括整流侧和逆变侧,整流侧与逆变侧采用相同的结构,其特征在于,整流侧为主站,逆变侧为从站,主站与从站各由12个功率单元组成,每个功率单元都有独立的控制系统,所述的控制系统包括CPU、采样回路和保护回路;每个功率单元桥臂侧通过电抗器连接到变压器二次侧的0.5kV绕组,功率单元直流侧首尾连接,每个功率单元通过接收光纤和发送光纤与上位机CPU进行通信,上位机CPU对每个功率单元发送启动、停止、复位、参数设置命令,同时上位机CPU接收所有功率单元的信息并对所有单元的信息进行综合处理;主站与从站之间通过设置于10公里之外的集控中心进行数据交换,当主站发生故障后通过集控中心将故障信息传递给从站CPU,从站CPU给所有单元下发脉冲封锁命令。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:彭小俊高越郭自勇王强杨洋刘宝诚虞苍璧王绪宝孙贤大郝宝泉
申请(专利权)人:贵州电力试验研究院荣信电力电子股份有限公司辽宁荣信众腾科技有限公司
类型:新型
国别省市:贵州;52

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