一种直流配电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种直流配电系统，包括至少一个直流配电子系统和新能源配电子系统，直流配电子系统和新能源配电网子系统均与直流母线连接。直流配电子系统包括：换流站和直流开关；新能源配电子系统包括：直流变压器和直流开关。其中，直流开关均与直流母线连接。通过换流站和直流开关将交流配电网的电能转换为直流电，且通过直流变压器和直流开关将新能源配电网的电能转为直流电，最终通过直流母线输送电能。相对于现有技术中的交流配电系统而言，本系统能够实现将新能源配电网平滑接入，并且该系统可以包括多个直流配电子系统，这样可以扩展。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力
，特别是涉及一种直流配电系统。
技术介绍
随着能源危机加剧和环境污染日益严重，我国正大力开发和利用可再生能源等清 洁能源技术。然而，随着风能、太阳能等可再生能源利用规模日益扩大，其分布式、间歇性等 特点使得采用传统的交流电力系统实现大规模新能源接入面临许多问题，例如在新能源接 入时冲击较大。同时，从国内外的智能电网的发展方向可知，可再生能源的发展将使用户侧 电网即配电网上的电源高度分散化。因此，未来城市配电网面临着大量含有新能源电源的 分布式电源、微网系统的广泛接入问题，而这将给现有交流配电网带来很多技术上的难题。 与此同时，城市输电走廊的匮乏，负荷的持续快速增长及用户对供电可靠性要求 的不断提高，使得满足城市负荷中心需求，持续向用户供给优质可靠的电能面临着越来越 大的困难和挑战。因此，加快城市电网发展和保证供电安全可靠就成为了一项紧迫而又艰 巨的任务。目前城市电网的供电方式主要采用含有架空线路的高中压交流系统供电，一些 大中城市中心区域采用地下交流电缆供电。高压交流电缆供电在一定程度上解决了城市电 网中输电走廊缺乏、电力设施与城市景观不和谐等问题，但依然受到供电距离、交流系统稳 定性等因素的限制。 由此可见，如何克服传统的交流电力系统在大规模新能源接入时面临的冲击，以 及如何提升供电距离和提高系统运行稳定性来满足城市电网的发展要求是本领域技术人 员亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种直流配电系统，用于克服传统的交流电力系统在大规模 新能源接入时面临的冲击和城市电网的发展限制。 为解决上述技术问题，本专利技术提供一种直流配电系统，包括至少一个直流配电子 系统和新能源配电子系统，所述直流配电子系统和所述新能源配电网子系统均与直流母线 连接，所述直流配电子系统包括： 通过交流母线和交流变压器与交流电网连接的换流站，用于将交流电转换为直流 电； 连接所述换流站和所述直流母线的直流开关； 所述新能源配电子系统包括： 与新能源配电网连接的直流变压器，用于将所述新能源配电子系统的直流电进行 电压转换； 连接所述直流变压器和所述直流母线的直流开关。 优选地，包括：第一直流配电子系统、第二直流配电子系统和第三直流配电子系 统。 优选地，所述第一直流配电子系统的换流站采用三相半桥级联式电压源型换流 器，所述三相半桥级联式电压源型换流器具体包括：多个三相半桥模块，所述三相半桥模块 采用三相六桥臂结构，且每个桥臂至少串接有一个第一带反向二极管的IGBT ; 所述三相半桥模块的直流输出侧依次并联有电容、电阻和二极管，所述直流输出 侧的正极串联有第二带反向二极管的IGBT ; 其中，所述第二带反向二极管的IGBT在所述电阻和所述二极管之间，所述第二带 反向二极管的IGBT的发射极与二极管的阴极连接，作为所述三相半桥模块的直流正极端 口，所述二极管的阳极与所述直流输出侧的正极连接，作为所述三相半桥模块的直流正极 端口。 优选地，所述第二直流配电子系统的换流站采用混合型模块化多电平换流器，且 为三相六桥臂结构，每个桥臂均含有多个半桥子模块和多个类全桥子模块且每个桥臂串接 有电感； 其中，所述半桥子模块包括：第一带反向二极管的IGBT、第二带反向二极管的 IGBT和第一电容，所述第一带反向二极管的IGBT的集电极与所述第一电容的一端连接，所 述第一电容的另一端与所述第二带反向二极管的IGBT的发射极连接作为所述半桥子模块 的低压端，所述第一带反向二极管的IGBT的发射极与所述第二带反向二极管的IGBT的集 电极连接作为所述半桥子模块的高压端； 所述类全桥子模块包括：第三带反向二极管的IGBT、第四带反向二极管的IGBT、 第五带反向二极管的IGBT、第二电容和二极管，所述第三带反向二极管的IGBT的集电极与 所述二极管的阴极和所述第二电容的一端连接，所述第三带反向二极管的IGBT的发射极 与所述第四带反向二极管的IGBT的集电极连接作为所述类全桥子模块的高压端，所述第 四带反向二极管的IGBT的发射极与所述第五带反向二极管的IGBT的发射极和所述第二电 容的另一端连接，所述二极管的阳极与所述第五带反向二极管的IGBT的集电极连接作为 所述类全桥子模块的低压端。 优选地，所述第三直流配电子系统的换流站采用半桥型模块化多电平换流器，且 为三相六桥臂结构，每个桥臂均含有多个半桥子模块且每个桥臂串接有电感； 其中，所述半桥子模块包括：第一带反向二极管的IGBT、第二带反向二极管的 IGBT和第一电容，所述第一带反向二极管的IGBT的集电极与所述第一电容的一端连接，所 述第一电容的另一端与所述第二带反向二极管的IGBT的发射极连接作为所述半桥子模块 的低压端，所述第一带反向二极管的IGBT的发射极与所述第二带反向二极管的IGBT的集 电极连接作为所述半桥子模块的高压端。 优选地，还包括： 直流断路器，所述直流断路器的一端与所述直流母线连接，另一端与所述第三直 流配电子系统的换流站连接。 优选地，所述直流断路器为混合式直流断路器。 优选地，所述直流变压器为输入串联输出并联全桥型直流变压器。 本专利技术所提供的直流配电系统包括至少一个直流配电子系统和新能源配电子系 统，直流配电子系统和新能源配电网子系统均与直流母线连接。直流配电子系统包括：换流 站和直流开关；新能源配电子系统包括：直流变压器和直流开关。其中，直流开关均与直流 母线连接。通过换流站和直流开关将交流配电网的电能转换为直流电，且通过直流变压器 和直流开关将新能源配电网的电能转为直流电，最终通过直流母线输送电能。相对于现有 技术中的交流配电系统而言，本系统能够实现将新能源配电网平滑接入，并且该系统可以 包括多个直流配电子系统，这样可以扩展。【附图说明】 为了更清楚地说明本专利技术实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的 介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人 员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 图1为本专利技术提供的一种直流配电系统的结构图； 图2为本专利技术提供的一种三相半桥级联式电压源型换流器的结构图； 图3为本专利技术提供的一种半桥子模块的结构图； 图4为本专利技术提供的一种类全桥子模块的结构图； 图5为本专利技术提供的一种混合式直流断路器的结构图。【具体实施方式】 下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部实施例。基于本 专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他 实施例，都属于本专利技术保护范围。 本专利技术的核心是提供一种直流配电系统。 为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和【具体实施方式】 对本专利技术作进一步的详细说明。 一种直流配电系统，包括至少一个直流配电子系统和新能源配电子系统，直流配 电子系统和新能源配电网子系统均与直流母线连接，直流配电子系统包括： 通过交流母线和交流变压器与交流电网连接的换流站，用于将交流电转换为直流 电；...

【技术保护点】
一种直流配电系统，其特征在于，包括至少一个直流配电子系统和新能源配电子系统，所述直流配电子系统和所述新能源配电网子系统均与直流母线连接，所述直流配电子系统包括：通过交流母线和交流变压器与交流电网连接的换流站，用于将交流电转换为直流电；连接所述换流站和所述直流母线的直流开关；所述新能源配电子系统包括：与新能源配电网连接的直流变压器，用于将所述新能源配电子系统的直流电进行电压转换；连接所述直流变压器和所述直流母线的直流开关。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许烽，胡列翔，黄晓明，陆翌，裘鹏，童凯，宣佳卓，陈骞，
申请(专利权)人：国网浙江省电力公司电力科学研究院，国家电网公司，浙江省电力试验研究院技术服务中心，
类型：发明
国别省市：浙江;33