一种直流泄能装置的模块化子模块拓扑制造方法及图纸

一种直流泄能装置的模块化子模块拓扑，所述的模块化子模块包括上、下串联的上模块和下模块，上模块和下模块的电气结构相同，共用一个旁路开关。将两个相同结构的子模块整合为一个集成度更高的子模块结构，这将有利于子模块串联数量的降低，同时也减小子模块的结构空间的需求。在受端系统发生故障时，子模块耗能回路的可关断半导体开关会接受导通信号，精确控制直流泄能装置将线路上过剩的电能迅速消耗，避免因为电能累积所导致的电压升高，从而维持系统的稳定性。

A modular sub module topology of DC energy discharging device

【技术实现步骤摘要】
一种直流泄能装置的模块化子模块拓扑
本技术涉及电力电子
，特别涉及一种直流泄能装置的模块化子模块拓扑。
技术介绍
新能源是未来能源的发展方向，尤其是大规模海上风能的开发和应用。新能源并网换流器连接的直流电压输电网中往往需要直流泄能装置，以便在逆变侧发生交流侧发生故障的情况下，能够在几秒内将本条线路上输送的多余电能消耗。系统判断交流侧的故障类型并决定是否将逆变端换流器重新投入运行。在目前设计的采用分布电阻的泄能装置中，子模块为单模块结构，采用单一配置的旁路开关、续流二极管、储能电容、可关断半导体开关及耗能电阻。为了同时简化控制和结构，并能减少光纤的投入，可以将两个子模块整合成一个子系统模块。这将会使子模块结构集成度更高，整体体积更小，光收发光纤的数量减半。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中的技术问题，本技术提供一种直流泄能装置的模块化子模块拓扑，该模块将两个相同结构的子模块整合为一个集成度更高的子模块结构，这将有利于子模块串联数量的降低，同时也减小子模块的结构空间的需求。为了达到上述目的，本技术采用以下技术方案实现：一种直流泄能装置的模块化子模块拓扑，所述的模块化子模块包括上、下串联的上模块和下模块，上模块和下模块的电气结构相同，共用一个旁路开关(92)。所述的上模块包括第一储能电容(31)及第一泄放电阻(51)；还包括第一可关断开关器件(41)，第一可关断开关器件(41)与第一泄放电阻(51)串联后再与第一储能电容(31)并联；进一步地，所述的上模块还包括两个串联的二极管：第一二极管(21)和第二二极管(22)，两个二极管串联后负极与第一储能电容(31)的正极相连，正极与第一储能电容(31)的负极相连，两个二极管串联的中间点为所述模块化子模块的正极接入点X1。进一步地，所述的上模块的第一可关断开关器件(41)的两端还并联有第一反相二极管(23)；所述的第一泄放电阻(51)的两端还并联有第二反相二极管(24)。进一步地，所述的第二二极管(22)两端还并联有第三可关断开关器件(43)。所述的下模块包括第二储能电容(32)及第二泄放电阻(52)；还包括第二可关断开关器件(42)，第二可关断开关器件(42)与第二泄放电阻(52)串联后再与第二储能电容(32)并联。所述的下模块还包括两个串联的二极管：第三二极管(25)和第四二极管(26)，两个二极管串联后负极与第二储能电容(32)的正极相连，正极与第二储能电容(32)的负极相连，两个二极管串联的中间点为所述模块化子模块的负极接入点X2。进一步地，所述的下模块的第二可关断开关器件(42)的两端还并联有第三反相二极管(28)；所述的第二泄放电阻(52)的两端还并联有第四反相二极管(27)。进一步地，所述的第三二极管(25)两端还并联有第四可关断开关器件(44)。进一步地，所述的第一可关断开关器件(41)至第四可关断开关器件(44)为IGBT、MOSFET、晶闸管中的一种。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1)本技术将两个相同结构的子模块整合为一个集成度更高的子模块结构，这将有利于子模块串联数量的降低，同时也减小子模块的结构空间的需求。2)在受端系统发生故障时，子模块耗能回路的可关断半导体开关(第一和第二可关断开关器件)会接受导通信号，精确控制直流泄能装置将线路上过剩的电能迅速消耗，避免因为电能累积所导致的电压升高，从而维持系统的稳定性。3)在子模块端口增加两个可关断半导体开关(第三和第四可关断开关器件)。常规拓扑只能投切泄能电阻，不能切除电容，该拓扑提供了运行中快速投切子模块的可能。实现了泄能子模块的完全控制，可以对泄能支路的电压、电流进行完全控制。例如在受端系统交流故障初期，快速控制直流泄能装置消耗线路上多余电能的方式。该控制方式利用端口可关断半导体开关，主动控制子模块的切除/投入，从而可以控制直流泄能装置消耗的电能。附图说明图1是直流泄能装置的多子模块串联拓扑结构图；图2是本技术的一种直流泄能装置的模块化子模块拓扑实施例1电气图；图3是本技术的一种直流泄能装置的模块化子模块拓扑实施例2电气图。具体实施方式以下结合附图对本技术提供的具体实施方式进行详细说明。如图1所示，由本技术中提及的各个子模块相互串联所组成的直流泄能装置的实施例。在直流输电领域，当受端系统发生交流故障，线路输送功率无法流入受端系统时，随着能量的累积，直流侧线路电压将急剧上升。这将给电力系统带来停运或设备损坏的风险。在此情况下，安装在受端系统的直流泄能装置将在短时间内消耗多余的电能，以确保直流电压处在合理范围内。当受端系统交流侧故障清除后，系统可再次恢复正常运行，实现交流故障穿越。图1还示出了直流泄能装置(12)中，控制系统(82)与每个子模块(62)通过光纤(72)通讯。光纤(72)将子模块的电压、电流及每个可关断半导体开关的状态上送给控制系统，控制系统将对这些信息进行处理。当受端系统发生故障时，控制系统将通过光纤(72)把导通可关断半导体开关的控制信号下发给子模块。如图2所示，本技术的一种直流泄能装置的模块化子模块拓扑，所述的模块化子模块(62)包括上、下串联的上模块和下模块，上模块和下模块的电气结构相同，共用一个旁路开关(92)。所述的上模块包括第一储能电容(31)及第一泄放电阻(51)；还包括第一可关断开关器件(41)，第一可关断开关器件(41)与第一泄放电阻(51)串联后再与第一储能电容(31)并联；所述的上模块还包括两个串联的二极管：第一二极管(21)和第二二极管(22)，两个二极管串联后负极与第一储能电容(31)的正极相连，正极与第一储能电容(31)的负极相连，两个二极管串联的中间点为所述模块化子模块(62)的正极接入点X1。所述的上模块的第一可关断开关器件(41)的两端还并联有第一反相二极管(23)；所述的第一泄放电阻(51)的两端还并联有第二反相二极管(24)。所述的第二二极管(22)两端还并联有第三可关断开关器件(43)。所述的下模块包括第二储能电容(32)及第二泄放电阻(52)；还包括第二可关断开关器件(42)，第二可关断开关器件(42)与第二泄放电阻(52)串联后再与第二储能电容(32)并联。所述的下模块还包括两个串联的二极管：第三二极管(25)和第四二极管(26)，两个二极管串联后负极与第二储能电容(32)的正极相连，正极与第二储能电容(32)的负极相连，两个二极管串联的中间点为所述模块化子模块(62)的负极接入点X2。所述的下模块的第二可关断开关器件(42)的两端还并联有第三反相二极管(28)；所述的第二泄放电阻(52)的两端还并联有第四反相二极管(27)。所述的第三二极管(25)两端还并联有第四可关断开关器件(44)。所述的第一可关断开关器件(41)至第四可关断开关器件(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流泄能装置的模块化子模块拓扑，其特征在于，所述的模块化子模块包括上、下串联的上模块和下模块，上模块和下模块的电气结构相同，共用一个旁路开关(92)。/n

【技术特征摘要】
1.一种直流泄能装置的模块化子模块拓扑，其特征在于，所述的模块化子模块包括上、下串联的上模块和下模块，上模块和下模块的电气结构相同，共用一个旁路开关(92)。


2.根据权利要求1所述的一种直流泄能装置的模块化子模块拓扑，其特征在于，所述的上模块包括第一储能电容(31)及第一泄放电阻(51)；还包括第一可关断开关器件(41)，第一可关断开关器件(41)与第一泄放电阻(51)串联后再与第一储能电容(31)并联；
还包括两个串联的二极管：第一二极管(21)和第二二极管(22)，两个二极管串联后负极与第一储能电容(31)的正极相连，正极与第一储能电容(31)的负极相连，两个二极管串联的中间点为所述模块化子模块的正极接入点X1。


3.根据权利要求2所述的一种直流泄能装置的模块化子模块拓扑，其特征在于，所述的上模块的第一可关断开关器件(41)的两端还并联有第一反相二极管(23)；所述的第一泄放电阻(51)的两端还并联有第二反相二极管(24)。


4.根据权利要求2所述的一种直流泄能装置的模块化子模块拓扑，其特征在于，所述的第二二极管(22)两端还并联有第三可关断开关器件(43)。

【专利技术属性】
技术研发人员：翁海清，易荣，岳伟，鲁挺，张海涛，涂青，
申请(专利权)人：荣信汇科电气技术有限责任公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21