一种三端口柔性直流输电DC-DC变换器及其控制方法技术

本发明专利技术涉及一种三端口柔性直流输电DC

【技术实现步骤摘要】
一种三端口柔性直流输电DC
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DC变换器及其控制方法


[0001]本专利技术涉及一种电力电子技术和柔性直流输电领域，特别是关于一种三端口柔性直流输电DC
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DC变换器及其控制方法。

技术介绍

[0002]随着模块化多电平换流器技术的逐渐成熟，高压直流输电技术得到了迅速的发展，电网结构已经由两端点对点传输，发展为多端环形网状传输。但由于可再生能源的规模等因素，当前高压直流输电线路存在
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320kV、
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420kV、
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500kV和
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800kV等不同电压等级，因此其规模的扩展需要利用直流变压器进行电压变换。而不同于交流电网中的交流变压器，直流系统中无法利用电磁感应原理，需要利用大功率的DC
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DC变换器作为连接设备进行不同电压等级之间的变换。
[0003]但是对于含有多个电压等级不同的直流电网结构，需要将电压等级转换为统一的电压等级再进行连接。在这种电网结构中，每个高压直流端口都需要一台大功率的直流
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三端口柔性直流输电DC
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DC变换器，其特征在于，包括多个功率变换单元，多个所述功率变换单元的输入端并联后构成混合式模块化三端口柔性直流输电DC
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DC变换器的三个端口；多个所述功率变换单元的输出端并联后接地；每个所述功率变换单元都包括第一换流阀、第二换流阀、第三换流阀和一个储能桥臂；所述第一换流阀的第一端作为第一直流端口，所述第二换流阀的第一端作为第二直流端口，所述第三换流阀的第一端作为第三直流端口，所有所述功率变换单元中的所述第一直流端口并联，所述第二直流端口并联，所述第三直流端口并联，构成变换器的三个端口；每个换流阀的第二端都与所述储能桥臂的输入端连接，所述储能桥臂的输出端接地。2.如权利要求1所述变换器，其特征在于：各所述换流阀都包括多个双向晶闸管和一个电感L；各所述双向晶闸管串联连接后与所述电感L一端连接，所述电感L的另一端与所述储能桥臂的输入端连接。3.如权利要求2所述变换器，其特征在于：所述储能桥臂由多个半桥子模块串联组成；第一个所述半桥子模块的输入端与所述换流阀中的所述电感L连接，第一个所述半桥子模块的输出端与下一个所述半桥子模块的输入端连接，各所述半桥子模块依次输出端与输入端首尾串联，最后一个所述半桥子模块的输出端为所述储能桥臂的输出端。4.如权利要求3所述变换器，其特征在于：每个所述半桥子模块都包括两个IGBT开关管和一个电容；两个所述IGBT开关管串联构成半桥臂，所述电容与该半桥臂并联后引出输出端，两个所述IGBT开关管之间引出输入端。5.如权利要求1所述变换器，其特征在于：所述换流阀采用由多个串联的IGCT开关管和电感L构成；或，所述换流阀采用由多个串联的IGBT开关管和电感L构成。6.一种三端口柔性直流输电DC
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DC变换器控制方法，其特征在于，该控制方法基于如权利要求1至5任一项所述变换器实现，该变换器中的每个功率变换单元的控制方法都包括以下步骤：步骤1、触发开通第一个换流阀，保持另外两个换流阀关断，此时储能桥臂连接到第一直流端口，第一直流端口的电流I1流经第一个换流阀和储能桥臂，通过控制储能桥臂中全部半桥子模块输出电压之和，实现对储能桥臂中的半桥子模块进行同步充电或放电，在此过程中储能桥臂承担第一直流端口的直流电压U1；步骤2、触发开通第二个换流阀，保持另外两个换流阀关断，此时储能桥臂连接到第二直流端口，第二直流端口的电流I2流经第二个换流阀和储能桥臂，通过控制储能桥臂中的全部半桥子模块输出电压之和，对储能桥臂中的半桥子模块进行同步充电或放电，在此过程中储能桥臂承担第二直流端口的直流电压U2；步骤3、触发开通第三个换流阀，保持另外两个换流阀关断，此时储能桥臂连接到第三直流端口，第三直流端口的电流I3流经第三个换流阀和储能桥臂，通过控制全部半桥子模块输出电压之和，对储能桥臂中的半桥子模块进行同步充电或放电，在此过程中储能桥臂承担第三直流端口的直流电压U3；步骤4、循环执行上述三个步骤，则每个功率变换单元中的储能桥臂通过交替地连接至三个不同的直流端口，储能桥臂中的电容的充放电功率相等，变换器中电容存储的能量整体维持平衡，实现三个不同直流电压等级的直流端口之间的能量互相传递。7.如权利要求6所述三端口柔性直流输电DC
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DC变换器控制方法，其特征在于，将全部
半桥子模块输出电压之和控制为梯形波。8.如权利要求6所述三端口柔性直流输电DC
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DC变换器控制方法，其特征在于，全部半桥子模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭铭群，蒋维勇，刘增训，索之闻，李晖，周宇，王智冬，王菲，薛振宇，傅诗琪，李俊霖，拾扬，詹涛，陈柯，刘志刚，吴振中，曾萍，高群策，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网江西省电力有限公司国网江西省电力有限公司吉安供电分公司，
类型：发明
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