一种具有直流侧自取电功能的多端直流潮流控制器制造技术

本发明专利技术公开了一种具有直流侧自取电功能的多端直流潮流控制器，包括：n个端口、双向直流变换器、n

【技术实现步骤摘要】
一种具有直流侧自取电功能的多端直流潮流控制器


[0001]本专利技术涉及电力系统
，尤其是涉及一种具有直流侧自取电功能的多端直流潮流控制器。

技术介绍

[0002]随着水能、风能、太阳能等可再生能源的大规模开发利用，使得越来越多的分布式电源接入电网，传统的能源格局正发生者改变。但由于交流电力系统对可再生能源的消纳能力有限，使得大量可再生能源得不到有效利用，甚至出现弃风、弃光现象，传统的交流电网在接纳大规模可再生能源并网时越来越无力，因此必须采用新的电网结构、电力设备和运行技术以适应新的能源格局。近年来，多端柔性直流输配电系统在可再生能源的接纳以及电能的远距离传输等方面的优点得到广泛关注。
[0003]柔性直流电网能够综合可再生能源发电和新型负荷的复杂功率特性并实现多能互补，特别适用于大规模可再生能源发电功率的外送及消纳。然而，直流电网仍面临着潮流控制自由度不足、直流故障危害严重的难题。直流潮流控制器(DCPFC)能够协助换流站控制直流线路的潮流，为直流电网补充潮流控制自由度，从而保证直流电网安全可靠运行，还能保证其经济性。现有相关的M
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DCPFC拓扑设计多考虑采用独立电容型线间结构作为基础，然后搭载交流变压器或耦合电感来配合实现各线路间的功率交换。但这种方案控制自主性不高，并且端口的扩展依靠增加模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter，MMC)实现，成本过高。耦合电感型拓扑方案虽然无需换流站的电压调节配合，且端口扩展成本相对较低，但其进行潮流控制时各电容电压大小均不受控，导致端口输出电压存在一定的闲置浪费，且容易造成电容和开关器件的过压而损坏装置。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种具有直流侧自取电功能的多端直流潮流控制器，以解决现有直流潮流控制的自由度不足的技术问题。
[0005]本专利技术的目的，可以通过如下技术方案实现：
[0006]一种具有直流侧自取电功能的多端直流潮流控制器，包括：
[0007]n个端口、隔离型的双向直流变换器、n
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1个三电平变流器、两个分压电容和中点平衡电路；所述中点平衡电路用于控制所述两个分压电容的电压稳定；
[0008]其中，所述n个端口包括一个第一端口和n
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1个第二端口，所述第一端口分别与第一换流站、所述双向直流变换器的输入端连接，各所述第二端口分别与所述三电平变流器的输出端、第二换流站连接；所述第一换流站为所述多端直流潮流控制器提供电源的换流站，所述第二换流站为多端直流输电系统中除所述第一换流站外的其他换流站；
[0009]所述双向直流变换器的输出端产生一条双极性直流母线，所述双向直流变换器将所述第一换流站的输入电压转换为所述双极性直流母线的供电电压，各所述三电平变流器均与所述双极性直流母线连接以自给供电；
[0010]所述两个分压电容串联后与所述n
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1个三电平变流器、所述中点平衡电路并联在所述双极性直流母线的正极、零电平线、所述双极性直流母线的负极之间，所述第一换流站与所述零电平线连接。
[0011]可选地，所述三电平变流器为：
[0012]NPC三电平变流器。
[0013]可选地，所述两个分压电容包括第一电容和第二电容，所述两个分压电容串联后与所述n
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1个三电平变流器、所述中点平衡电路并联在所述双极性直流母线的正极、零电平线、所述双极性直流母线的负极之间包括：
[0014]所述第一电容分别与所述双极性直流母线的正极、零电平线连接，所述第二电容分别与零电平线、所述双极性直流母线的负极连接；
[0015]各所述三电平变流器的正极连接所述双极性直流母线的正极，各所述三电平变流器的中点连接零电平线，各所述三电平变流器的负极连接所述双极性直流母线的负极；
[0016]所述中点平衡电路分别与所述双极性直流母线的正极、零电平线和所述双极性直流母线的负极连接。
[0017]可选地，所述双向直流变换器的输出端产生一条双极性直流母线包括：
[0018]所述双向直流变换器的输出端正极与所述双极性直流母线的正极连接，所述双向直流变换器的输出端负极与所述双极性直流母线的负极连接。
[0019]可选地，所述第一端口与第一换流站连接包括：
[0020]所述第一端口的正极与第一换流站的正极端口连接。
[0021]可选地，所述第一端口与所述双向直流变换器的输入端连接包括：
[0022]所述第一端口的正极与所述双向直流变换器的输入端正极连接，所述第一端口的负极与所述双向直流变换器的输入端负极连接并接地。
[0023]可选地，各所述第二端口与第二换流站连接包括：
[0024]各所述第二端口与第二换流站的正极端口连接。
[0025]可选地，所述双向直流变换器包括：
[0026]多个输入端串联、输出端并联的谐振变换器。
[0027]可选地，所述双向直流变换器包括：
[0028]所述谐振变换器为LLC谐振变换器。
[0029]可选地，所述双向直流变换器为ISOP
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LLC变换器。
[0030]本专利技术提供了一种具有直流侧自取电功能的多端直流潮流控制器，包括：n个端口、隔离型的双向直流变换器、n
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1个三电平变流器、两个分压电容和中点平衡电路；所述中点平衡电路用于控制所述两个分压电容的电压稳定；其中，所述n个端口包括一个第一端口和n
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1个第二端口，所述第一端口分别与第一换流站、所述双向直流变换器的输入端连接，各所述第二端口分别与所述三电平变流器的输出端、第二换流站连接；所述第一换流站为所述多端直流潮流控制器提供电源的换流站，所述第二换流站为多端直流输电系统中除所述第一换流站外的其他换流站；所述双向直流变换器的输出端产生一条双极性直流母线，所述双向直流变换器将所述第一换流站的输入电压转换为所述双极性直流母线的供电电压，各所述三电平变流器均与所述双极性直流母线连接以自给供电；所述两个分压电容串联后与所述n
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1个三电平变流器、所述中点平衡电路并联在所述双极性直流母线的正极、零
电平线、所述双极性直流母线的负极之间，所述第一换流站与所述零电平线连接。
[0031]有鉴如此，本专利技术带来的有益效果是：
[0032]本专利技术通过第一端口将第一换流站与双向直流变换器连接，利用双向直流变换器将第一换流站的输入电压转换为双极性直流母线的供电电压，双极性直流母线为与其连接的所有三电平变流器供电，通过双向直流变换器能实现自取供电，适应高压大容量需求，变换效率高。通过第二端口将三电平变流器串联在第一换流站与对应的第二换流站之间，通过调节三电平变流器的输出电压即可控制线路潮流，使线路潮流可反转，调节灵活，直流潮流控制的自由度高，能增强潮流调节的裕度和能力，可实现个各线路电流解耦控制。同时，采用三环控制策略来控制多端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有直流侧自取电功能的多端直流潮流控制器，其特征在于，包括：n个端口、隔离型的双向直流变换器、n
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1个三电平变流器、两个分压电容和中点平衡电路；所述中点平衡电路用于控制所述两个分压电容的电压稳定；其中，所述n个端口包括一个第一端口和n
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1个第二端口，所述第一端口分别与第一换流站、所述双向直流变换器的输入端连接，各所述第二端口分别与所述三电平变流器的输出端、第二换流站连接；所述第一换流站为所述多端直流潮流控制器提供电源的换流站，所述第二换流站为多端直流输电系统中除所述第一换流站外的其他换流站；所述双向直流变换器的输出端产生一条双极性直流母线，所述双向直流变换器将所述第一换流站的输入电压转换为所述双极性直流母线的供电电压，各所述三电平变流器均与所述双极性直流母线连接以自给供电；所述两个分压电容串联后与所述n
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1个三电平变流器、所述中点平衡电路并联在所述双极性直流母线的正极、零电平线、所述双极性直流母线的负极之间，所述第一换流站与所述零电平线连接。2.根据权利要求1所述的具有直流侧自取电功能的多端直流潮流控制器，其特征在于，所述三电平变流器为：NPC三电平变流器。3.根据权利要求1所述的具有直流侧自取电功能的多端直流潮流控制器，其特征在于，所述两个分压电容包括第一电容和第二电容，所述两个分压电容串联后与所述n
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1个三电平变流器、所述中点平衡电路并联在所述双极性直流母线的正极、零电平线、所述双极性直流母线的负极之间包括：所述第一电容分别与所述双极性直流母线的正极、零电平线连接，所述第二电容分别与零电平线、所述双极性直流母线的负极连接；各所述三电平变流器的正极连接所述双极性...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹琬钰，周月宾，曹润彬，赵晓斌，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：