直流输电系统及其卸荷电路技术方案

本实用新型专利技术提供了一种直流输电系统及其卸荷电路。所述卸荷电路包括：串联连接的二极管和多个卸荷模块，其中，所述多个卸荷模块中的每个卸荷模块包括：并联连接的旁路开关、直流电容和多个卸荷支路，其中，所述多个卸荷支路中的每个卸荷支路包括：串联连接的卸荷电阻和功率器件。本实用新型专利技术的直流输电系统及其卸荷电路，具有适用范围广、精度高、卸荷过程造成的功率波动小的优点。

DC transmission system and its unloading circuit

The utility model provides a DC transmission system and an unloading circuit thereof. The unloading circuit comprises a diode connected in series and a plurality of unloading modules, wherein each unloading module of the plurality of unloading modules comprises a bypass switch connected in parallel, a DC capacitor and a plurality of unloading branches, wherein each unloading branch of the plurality of unloading branches comprises: a unloading branch connected in series; Resistance and power devices. The DC transmission system of the utility model and its unloading circuit have the advantages of wide application range, high precision and small power fluctuation caused by the unloading process.

【技术实现步骤摘要】
直流输电系统及其卸荷电路
本技术涉及直流输电
，更具体地，涉及一种直流输电系统及其卸荷电路。
技术介绍
风电场可通过直流输电系统向交流电网输送有功功率。当交流电网出现故障从而导致交流电网的电压跌落时，与交流电网连接的受端换流器输送有功功率的能力下降，而风电场仍会通过直流输电系统向交流电网输送有功功率。在这种情况下，直流输电系统的送端有功功率和受端有功功率之间存在不平衡(即：功率差额)。这种不平衡将导致直流输电系统的直流线路电压过高以及受端换流器过压和过流，容易给设备造成损害。为了处理送端有功功率和受端有功功率之间的不平衡。需要一种卸荷电路，以消耗送端有功功率并降低送端电压。在现有的卸荷电路中，多个相同的子模块串联以形成卸荷电路，每个子模块仅包含一个卸荷电阻。这种卸荷电路所能够消耗的功率差额是单个子模块消耗功率的整数倍，当需要消耗的功率差额不满足单个子模块消耗功率的整数倍时，为了将直流输电系统的直流母线的电压控制在目标值，需要频繁接通和断开特定子模块。但是，在所述特定子模块的频繁接通和断开的过程中，会产生功率波动，导致直流母线电压和电流出现较大波动。虽然可通过增加子模块数以减小所述波动，但是仍需要频繁调试。
技术实现思路
本技术的各个方面至少可解决以上提到的问题和/或缺点，并且至少提供以下优点。另外，本技术可不解决以上提到的问题和/或缺点。根据本技术的一方面，提供了一种直流输电系统的卸荷电路。所述卸荷电路可包括：串联连接的二极管和多个卸荷模块，其中，所述多个卸荷模块中的每个卸荷模块包括：并联连接的旁路开关、直流电容和多个卸荷支路，其中，所述多个卸荷支路中的每个卸荷支路包括：串联连接的卸荷电阻和功率器件。可选地，所述多个卸荷模块的数量与所述直流输电系统的直流母线的电压控制目标值成正比，与所述直流电容的额定电压值成反比。可选地，所述直流母线的电压控制目标值大于或等于所述直流母线的额定电压值的1.0倍，小于或等于所述直流母线的额定电压值的1.1倍。可选地，各所述卸荷模块中除了第一卸荷电阻之外的其余卸荷电阻的阻值相同，且为同一卸荷模块中第一卸荷电阻的阻值的整数倍，其中，所述第一卸荷电阻为每一卸荷模块中的任意一个卸荷电阻。可选地，所述整数倍为M倍，其中，M表示相应所述卸荷模块的卸荷支路的数量。可选地，各所述卸荷模块的卸荷支路的数量相同。根据本技术的另一方面，提供了一种风力发电机组的直流输电系统。所述直流输电系统可包括：依次连接的风力发电机组侧换流器、直流母线以及电网侧，其中，所述直流母线的正母线和/或负母线与接地端之间设置有上述卸荷电路。根据本技术的直流输电系统及其卸荷电路，可针对不同程度的故障消耗特定的有功功率，可减少或避免由于精度低引起的频繁调试以及调试过程中的功率波动，具有适用范围广、精度高、卸荷过程造成功率波动小的优点。采用本技术，可准确获得需要投入的卸荷模块的数量和单个卸荷模块所包括的卸荷支路的数量，避免频繁调试，以更加平滑的方式实现了电压控制和功率差额的消耗。将在接下来的描述中部分阐述本技术总体构思另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本技术总体构思的实施而得知。附图说明现将详细参照本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中，相同的标号始终指的是相同的部件。以下将通过参照附图来说明所述实施例，以便解释本技术。图1示出根据本技术的示例性实施例的风力发电机组的直流输电系统的结构示意图；图2示出根据本技术的示例性实施例的卸荷模块的结构示意图；图3示出根据本技术的示例性实施例的卸荷方法的流程图。具体实施方式以下，将参照附图更加详细地描述技术构思的示例性实施例。图1示出根据本技术的示例性实施例的风力发电机组的直流输电系统的结构示意图。如图1中所示，本实施例的直流输电系统可包括：依次连接的风力发电机组侧换流器101、直流母线102以及电网侧。电网侧可包括：依次连接的电网侧换流器104和交流电网105。风力发电机组侧换流器101与风电场100连接，并且通过直流母线102与电网侧换流器104连接。直流母线102的正母线和/或负母线与接地端之间设置有卸荷电路103。风力发电机组侧换流器101可包括：换流变压器T1和交流/直流(AC/DC)转换器。电网侧换流器104可包括：换流变压器T2和DC/AC转换器。卸荷电路103可包括：串联连接的二极管D和多个卸荷模块SM1至SMN。二极管D可用于防止卸荷模块通过直流母线放电。多个卸荷模块SM1至SMN中的每个卸荷模块的结构可如图2中所示。图2示出根据本技术的示例性实施例的卸荷模块的结构示意图。如图2中所示，卸荷模块200可包括：并联连接的旁路开关S、直流电容C0和多个卸荷支路。所述多个卸荷支路中的每个卸荷支路包括：串联连接的卸荷电阻和功率器件。参照图2，第一个卸荷支路包括串联连接的卸荷电阻Rk1和功率器件Tk1，第二个卸荷支路包括串联连接的卸荷电阻Rk2和功率器件Tk2，以此类推，第M个卸荷支路包括串联连接的卸荷电阻RkM和功率器件TkM。作为示例，由于串联的多个卸荷模块可用于分压，因此所述多个卸荷模块的数量与所述直流输电系统的直流母线的电压控制目标值成正比，与所述直流电容的额定电压值成反比。优选地，所述直流母线的电压控制目标值大于或等于所述直流母线的额定电压值的1.0倍，小于或等于所述直流母线的额定电压值的1.1倍。作为示例，为了便于计算，各所述卸荷模块中除了第一卸荷电阻之外的其余卸荷电阻的阻值相同，且为同一卸荷模块中第一卸荷电阻的阻值的整数倍，其中，所述第一卸荷电阻为每一卸荷模块中的任意一个卸荷电阻。也就是说，可将任意一个卸荷模块中的任意一个卸荷电阻作为第一卸荷电阻，所述任意一个卸荷模块中的其余卸荷电阻的阻值相同，且为该卸荷模块的第一卸荷电阻的阻值的整数倍。作为示例，所述整数倍为M倍，其中，M表示相应卸荷模块的卸荷支路的数量。作为示例，各卸荷模块的卸荷支路的数量相同。优选地，各个卸荷模块的拓补结构相同。图3示出根据本技术的示例性实施例的卸荷方法的流程图。如图3中所示，本示例性实施例的卸荷方法可包括如下步骤：在S310，根据风电场输送的有功功率和风力发电机组侧换流器在故障工况下能够传输的最大有功功率计算功率差额。在S320，根据所述功率差额与单个卸荷模块能够消耗的功率值计算卸荷模块的数量。在S330，根据各卸荷模块能够消耗的功率值和对应卸荷模块中单个卸荷电阻能够消耗的功率值计算各卸荷模块所包括的卸荷支路的数量。在S340，根据卸荷模块的数量和每个卸荷模块包括的卸荷支路的数量来控制直流输电系统中卸荷电路的旁路开关和功率器件，以控制投入使用的卸荷模块的数量和卸荷支路的数量。作为示例，根据所述功率差额与单个卸荷模块能够消耗的功率值计算卸荷模块的数量的步骤可包括：将所述功率差额除以所述单个卸荷模块能够消耗的功率值作为所述卸荷模块的数量。作为示例，根据各卸荷模块能够消耗的功率值和对应卸荷模块中单个卸荷电阻能够消耗的功率值计算各卸荷模块包括的卸荷支路的数量的步骤可包括：将各卸荷模块能够消耗的功率值除以对应卸荷模块中单个卸荷电阻能够消耗的功率值作为各卸荷模块所包括的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流输电系统的卸荷电路，其特征在于，所述卸荷电路包括：串联连接的二极管和多个卸荷模块，其中，所述多个卸荷模块中的每个卸荷模块包括：并联连接的旁路开关、直流电容和多个卸荷支路，其中，所述多个卸荷支路中的每个卸荷支路包括：串联连接的卸荷电阻和功率器件。

【技术特征摘要】
1.一种直流输电系统的卸荷电路，其特征在于，所述卸荷电路包括：串联连接的二极管和多个卸荷模块，其中，所述多个卸荷模块中的每个卸荷模块包括：并联连接的旁路开关、直流电容和多个卸荷支路，其中，所述多个卸荷支路中的每个卸荷支路包括：串联连接的卸荷电阻和功率器件。2.如权利要求1所述的卸荷电路，其特征在于，所述多个卸荷模块的数量与所述直流输电系统的直流母线的电压控制目标值成正比，与所述直流电容的额定电压值成反比。3.如权利要求1所述的卸荷电路，其特征在于，所述直流母线的电压控制目标值大于或等于所述直流母线的额定电压值的1.0倍，小于或等于所述直流母线的额定电压值的1.1倍。4.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤明杰，李战龙，
申请(专利权)人：新疆金风科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：新疆,65