电流源型主动换相换流器的光伏高压直流输电系统技术方案

本说明书涉及输电技术领域，公开了一种基于电流源型主动换相换流器的光伏高压直流输电系统，用以解决现有的输电系统中电流源型输电方系统的电能变换级数过高、电能损耗过大、输电效率低的问题。本发明专利技术的电流源型主动换相换流器的光伏高压直流输电系统，包括：依序连接的光伏电源模块、升压模块、高压直流传输模块、高压主动换相换流模块和输电入网模块；其中，所述升压模块包括低压主动换相换流器、中频变压器和高压不控整流桥。本发明专利技术通过低压侧采用电流源主动换相换流器和高压不控整流桥，无需额外DC/DC变换器可实现光伏发电最大功率跟踪，减少了一级电能变换，降低开关损耗，送端高压侧采用不控整流桥，实现能量单向流动降低了系统造价。了系统造价。了系统造价。

【技术实现步骤摘要】
电流源型主动换相换流器的光伏高压直流输电系统


[0001]本文件涉及输电
，尤其涉及一种电流源型主动换相换流器的光伏高压直流输电系统。

技术介绍

[0002]现阶段化石能源短缺和环境污染问题突出，以太阳能和风能为代表的新能源由于清洁、环保、利用率高，成为应对能源危机的核心。
[0003]太阳能利用以光伏并网发电形式为主，随着大规模光伏开发利用，高效可靠的并网技术成为目前关注的焦点。
[0004]常见的大规模光伏压直流输电技术中，光伏通过DC/DC变换器、LC逆变器以及工频变压器后接入送端电压源直流输电换流器，经换流器整流后通过高压直流输电技术传递至远方受端电压源高压直流输电换流器，经换流器逆变后接入交流电网。然而，光伏从发电到交流送端电能变换级数众多，运行损耗高。此外，高压直流电压源换流器内部含有大量储能电容，装置体积大、重量重、造价高昂。因此，亟需开展新型光伏高压直流输电技术研究。

技术实现思路

[0005]本说明书提供了一种电流源型主动换相换流器的伏高压直流输电系统，用以解决现有的输电系统中电流源型输电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电流源型主动换相换流器的光伏高压直流输电系统，其特征在于，所述输电系统包括：依序连接的光伏电源模块、升压模块、高压直流传输模块、高压主动换相换流模块和输电入网模块；其中，所述升压模块包括低压主动换相换流器、中频变压器和高压不控整流桥；高压主动换相换流模块包括第一高压主动换相换流器、第二高压主动换相换流器、第一变压器和第二变压器。2.根据权利要求1所述的电流源型主动换相换流器的光伏高压直流输电系统，其特征在于，所述光伏电源模块，包括光伏电源、低压直流电容C
pv
和低压直流电感L
dc3
；其中，所述低压直流电容C
pv
连接在光伏电源的输出端正极和光伏电源的输出端负极之间，光伏电源的输出端正极连接所述低压直流电感L
dc3
后作为光伏电源模块的正极，光伏电源的输出端负极作为光伏电源模块的输出端负极。3.根据权利要求2所述的电流源型主动换相换流器的光伏高压直流输电系统，其特征在于，所述升压模块，具体包括：低压主动换相换流器，连接在光伏电源模块的输出端正极与光伏电源模块的输出端负极之间，包括第一全控功率半导体器件S31、第二全控功率半导体器件S32、第三全控功率半导体器件S33和第四全控功率半导体器件S34；由光伏电源模块输出端正极的第一公共节点Py3通过并联的第一低压主动换相换流桥臂和第二低压主动换相换流桥臂连接至第二公共节点Ny3，第二公共节点Ny3连接至光伏电源模块的输出端负极；全控功率半导体器件的方向均为靠近第一公共节点Py3为阳极，靠近第二公共节点Ny3为阴极；第一低压主动换相换流桥臂包括依序连接的第一全控功率半导体器件S31和第二全控功率半导体器件S32，从第一全控功率半导体器件S31与第二全控功率半导体器件S32之间引出第一低压输出端x1；第二低压主动换相换流桥臂包括依序连接的第三全控功率半导体器件S33和第四全控功率半导体器件S34，从第三全控功率半导体器件S33和第四全控功率半导体器件S34之间引出第二低压输出端x2；中频变压器的输入端分别连接第一低压输出端x1和第二低压输出端x2，中频变压器的输出端分别连接不控整流桥的第一输入端和不控整流桥的第二输入端；不控整流桥的第三公共节点P
D
与不控整流桥通过并联的不控整流桥第一桥臂和不控整流桥第二桥臂连接至第四公共节点N
D
；不控整流桥第一桥臂包括第一二极管组D1和第二二极管组D2，第一二极管组D1与第二二极管组D2的中点连接不控整流桥的第一输入端；不控整流桥的第二桥臂包括第三二极管组D3和第四二极管组D4，第三二极管组D3与第四二极管组D4的重点连接不控整流桥的第二输入端；二极管组中的所有二极管的连接方向均为靠近第三公共节点P
D
的为阴极，靠近第四公共节点N
D
的为阳极；第三公共节点P
D
为升压模块输出端正极，第四公共节点N
D
为升压模块输出端负极。4.根据权利要求3所述的电流源型主动换相换流器的光伏高压直流输电系统，其特征在于，所述高压直流传输模块，包括高压直流电容C
dc
、第一高压直流电感L
dc1
、高压直流电
缆、第二高压直流电感L
dc2
；所述高压直流电容C
dc
连接在升压模块输出端正极和升压模块输出端负极之间；高压直流电容C
dc
的正极通过所述第一高压直流电感L
dc1
连接至同相输入高压直流电缆的第一端P1，高压直流电容C
dc
的负极连接至反相输入高压直流电缆的第一端N1；同相输入高压直流电缆的第二端P2通过第二高压直流电感L
dc2
连接至高压直流传输模块同相输出端，反相输入高压直流电缆的第二端N2作为高压直流传输模块的反相输入端。5.根据权利要求4所述的电流源型主动换相换流器的光伏高压直流输电系统，其特征在于，所述高压主动换相换流模块，包括第一高压主动换相换流器、第二高压主动换相换流器、第一变压器和第二变压器；具体包括：第一变压器的副边三相连接端子记为a1、b1和c1，第一变压器的原边三相连接端子记为A1、B1和C1；第二变压器的副边三相连接端子记为a2、b2和c2，第二变压器的原边三相连接端子记为A2、B2和C2；第一高压主动换相换流器的第一端Py1与高压直流传输模块的同相输出端连接，第一高压主动换相换流器的第二端Ny1与第二高压主动换相换流器的第一端Py2连接，第二高压主动换相换流器的第二端Ny2与高压直流传输模块的反相输出端连接；第一高压主动换相换流器的第一端Py1，通过并联的第一高压主动换相换流桥臂、第二高压主动换相换流桥臂和第三高压主动换相换流桥臂连接至第一高压主动换相换流器的第二端Ny1；第一高压主动换相换流桥臂包括依序连接的第一高压全控功率半导体器件S11和第四高压全控功率半导体器件S14；第二高压主动换相换流桥臂包括依序连接的第三高压全控功率半导体器件S13和第六高压全控功率半导体器件S16；第三高压主动换相换流桥臂包括依序连接的第五高压全控功率半导体器件S15和第二高压全控功率半导体器件S12；高压全控功率半导体器件的方向均为靠近第一高压主动换相换流器第一端Py1为阳极，靠近第一高压主动换相换流器的第二端Ny1为阴极；在第一高压全控功率半导体器件S11与第四高压全控功率半导体器件S14之间引出第一高压主动换相换流器第一输出相u1；在第三高压全控功率半导体器件S13与第六高压全控功率半导体器件S16之间引出第一高压主动换相换流器第二输出相v1，在第五高压全控功率半导体器件S15与第二高压全控功率半导体器件S12之间引出第一高压主动换相换流器第三输出相w1；第二高压主动换相换流器的第一端Py2，通过并联的第四高压主动换相换流桥臂、第五高压主动换相换流桥臂和第六高压主动换相换流桥臂连接至第二高压主动换相换流器的第二端Ny2；第四高压主动换相换流桥臂包括依序连...

【专利技术属性】
技术研发人员：张航，李子欣，高范强，赵聪，徐飞，孙柏岩，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：