本发明专利技术提供一种220kV交流直降20kV柔性直流输配电系统，包括：220kV的三相交流母线，用于汇总220kV交流电能；220kV交流侧三相交流断路器，用于隔离故障；220/20kV交流直降变压器，用于将220kV交流电直降为20kV交流电，以及将220kV高压侧与20kV低压侧相隔离；三相电抗器，用于电压源换流器与交流系统进行电能质量交换，以及对20kV交流电进行滤波；电压源换流器，用于将滤波后20kV交流电通过换流阀原理转换为20kV直流电；以及正直流母线与负直流母线，用于汇集所述20kV直流电能。本发明专利技术实施例首次提出220kV交流直降为20kV柔性直流输配电系统及方法，可以有效减少110kV电压层级，节约土地资源；同时采用柔性直流输电，可提高电能质量、快速独立控制有功功率和无功功率的调节、适宜可再生能源馈入。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于输配电
，具体地说是一种。
技术介绍
目前，我国大部分城乡配电网系统均采用IOkV作为主要的供电电压。由于近年来经济的快速发展，在负荷密度较大的城市中心区已经暴露出供电能力不足、站点和线路走廊资源极为紧张等问题，而且在低负荷的偏远农村地区出现电压降落过大，用户电压质量难以得到保障，供电距离受限等情况，因此，将配电网采取20kV电压等级成为配电网。随着变压器技术的发展，目前220/20kV交流直降模式相继投产运行，合理配置电压层级序列，减少IIOkV电压层级，将极大节约土地资源，降低电网损耗，降低用电成本。220/20kV交流直降模式虽然节约土地资源，降低电网损耗，降低用电成本起到一定推动作用，但是还是处于交流输配电技术基础上，输电走廊通道仍然处于紧张状态、电能质量的提高仍未解决、无法实现有功功率和无功功率的快速调节、可再生能源(如风能、太阳能等)馈入也存在不足。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种，可提高电能质量、快速独立控制有功功率和无功功率的调节、适宜可再生能源(如风能、太阳能等)馈入。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种220kV交流直降20kV柔性直流输配电系统，包括: 220kV的三相交流母线，用于汇总220kV交流电能； 220kV交流侧三相交流断路器，用于隔离故障； 220/20kV交流直降变压器，用于将220kV交流电直降为20kV交流电，以及将220kV高压侧与20kV低压侧相隔尚； 三相电抗器，用于电压源换流器与交流系统进行电能质量交换，以及对20kV交流电进行滤波； 电压源换流器，包括绝缘栅双极晶体管IGBT换流阀桥臂，其采用三相两电平桥式结构，用于将滤波后20kV交流电通过换流阀原理转换为20kV直流电；以及正直流母线与负直流母线，用于汇集所述20kV直流电能。进一步地，还包括: 对称设置的直流电容Cl和C2，用于为所述电压源换流器提供直流电压支撑，缓冲所述IGBT换流阀桥臂关断时的冲击电流，减少直流侧谐波。进一步地,还包括: 接地点，从所述对称的直流电容Cl、C2中间引出，用于保持直流侧两极平衡，正常运行时上、下极的直流电流大小相等，方向相反。进一步地,还包括: 直流开关QF1、QF2，分别在故障时隔离所述正直流母线与负直流母线。进一步地，所述IGBT换流阀桥臂具体包括:可关断器件VTal、VTa2、VTbU VTb2、VTcl、VTc2 ;续流二极管 VDal、VDa2、VDbl、VDb2、VDcl、VDc2 ;其中，续流二极管 VDal、VDa2的正极分别和可关断器件VTal、VTa2的发射极相连，续流二极管VDal、VDa2的负极分别和可关断器件VTal、VTa2的集电极相连；续流二极管VDbl、VDb2的正极分别和可关断器件VTbU VTb2的发射极相连，续流二极管VDbl、VDb2的负极分别和可关断器件VTbl、VTb2的集电极相连；续流二极管VDcl、VDc2的正极分别和可关断器件VTcl、VTc2的发射极相连，续流二极管VDcl、VDc2的负极分别和可关断器件VTcl、VTc2的集电极相连。进一步地，所述220kV的三相交流母线，220kV交流侧三相交流断路器以及220/20kV交流直降变压器组成柔性直流输配电的交流区，所述三相电抗器，电压源换流器以及正直流母线与负直流母线组成柔性直流输配电的直流区。进一步地，所述直流区嵌入在所述交流区的低压侧。进一步地，所述直流区与交流区分开安装。本专利技术还提供一种220kV交流直降20kV柔性直流输配电方法，包括以下步骤: 将220kV交流直降为20kV交流； 将20kV交流经过三相电抗器滤波； 将经过滤波后的20kV交流通过换流阀原理转变成20kV直流； 将20kV直流电能汇集到正直流母线与负直流母线上。进一步地，所述将经过滤波后的20kV交流通过换流阀原理转变成20kV直流，具体是指: 采用三相两电平桥式结构的绝缘栅双极晶体管IGBT换流阀桥臂，将滤波后的20kV交流转变成20kV直流。本专利技术首次提出220kV交流直降为20kV柔性直流输配电系统及方法，可以有效减少IlOkV电压层级，节约土地资源，降低电网损耗，降低用电成本；同时采用柔性直流输电，可提高电能质量、快速独立控制有功功率和无功功率的调节、适宜可再生能源(如风能、太阳能等)馈入等。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例一 220kV交流直降20kV柔性直流输配电系统的结构示意图。图2为本专利技术实施例一 220kV交流直降20kV柔性直流输配电系统的换流阀工作原理示意图。图3为本专利技术实施例一 220kV交流直降20kV柔性直流输配电系统的应用示意图。图4为本专利技术实施例一 的输配 电过程分区示意图。具体实施例方式下面参考附图对本专利技术的优选实施例进行描述。随着电力电子器件和控制技术的发展，出现了新型的半导体器件一绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)。将IGBT作为开关器件的电压源换流器(Voltage-Sourced Converter, VSC),随后在工业驱动装置上得到广泛应用，再经过随后的IGBT器件的电压和容量多次升级后，使得采用IGBT构成的电压源换流器在直流输配电网中应用成为现实。在直流输配电网应用中换流器采用IGBT阀和两电平(或多电平)三相机构，并使用脉宽调制技术(Pulse Width Modulation，PWM)控制IGBT阀的开断状况，具备上述功能后使得由其构成的直流配电网系统在许多方面不同于常规的直流输配电，可以克服常规的直流输配电中呈现的多类问题。这种新型的直流输配电技术，简称为“柔性直流(High VoltageDirect Current Flexible, HVDC-Flexible)”。本专利技术实施例即在现有 220/20kV 交流直降系统上增设柔性直流输配电电路,共同形成可将220kV直降为20kV的柔性直流输配电系统。请首先参照图1所示，本专利技术实施例一提供的220kV交流直降20kV柔性直流输配电系统，包括: 220kV的A、B、C三相交流母线(包括Ma、Mb、Mc)，用于汇总220kV交流电能，与目前电力系统中运行的交流母线相同； 220kV交流侧三相交流断路器(包括DLa、DLb、DLc)，用于隔离故障等，与目前电力系统中运行的交流断路器相同； 220/20kV交流直降变压器，用于将220kV交流电直降为20kV交流电，以及将220kV高压侧与20kV低压侧相隔尚； 三相电抗器LA、LB、LC，用于电压源换流器与交流系统进行电能质量交换，以及对20kV交流电进行滤波； 电压源换流器，包括IGBT换流阀桥臂，其采用三相两电平桥式结构，用于将滤波后20kV交流电通过换流阀原理转换为20kV直流电，其具体包括:可关断器件VTal、VTa2、VTb 1、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种220kV交流直降20kV柔性直流输配电系统，其特征在于，包括：220kV的三相交流母线，用于汇总220kV交流电能；220kV交流侧三相交流断路器，用于隔离故障；220/20kV交流直降变压器，用于将220kV交流电直降为20kV交流电，以及将220kV高压侧与20kV低压侧相隔离；三相电抗器，用于电压源换流器与交流系统进行电能质量交换，以及对20kV交流电进行滤波；电压源换流器，包括绝缘栅双极晶体管IGBT换流阀桥臂，其采用三相两电平桥式结构，用于将滤波后20kV交流电通过换流阀原理转换为20kV直流电；以及正直流母线与负直流母线，用于汇集所述20kV直流电能。
【技术特征摘要】
1.一种220kV交流直降20kV柔性直流输配电系统，其特征在于，包括: 220kV的三相交流母线，用于汇总220kV交流电能； 220kV交流侧三相交流断路器，用于隔离故障； 220/20kV交流直降变压器，用于将220kV交流电直降为20kV交流电，以及将220kV高压侧与20kV低压侧相隔尚； 三相电抗器，用于电压源换流器与交流系统进行电能质量交换，以及对20kV交流电进行滤波； 电压源换流器，包括绝缘栅双极晶体管IGBT换流阀桥臂，其采用三相两电平桥式结构，用于将滤波后20kV交流电通过换流阀原理转换为20kV直流电；以及 正直流母线与负直流母线，用于汇集所述20kV直流电能。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括: 对称设置的直流电容Cl和C2，用于为所述电压源换流器提供直流电压支撑，缓冲所述IGBT换流阀桥臂关断时的冲击电流，减少直流侧谐波。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括: 接地点，从所述对称的直流电容Cl、C2中间引出，用于保持直流侧两极平衡，正常运行时上、下极的直流电流大小相等，方向相反。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括: 直流开关QF1、QF2，分别在故障时隔离所述正直流母线与负直流母线。5.根据权利要求1-4任一项所述的系统，其特征在于，所述IGBT换流阀桥臂具体包括:可关断器件 VTaU VTa2、VTbl、VTb2、VTcl、VTc2 ;续流二极管 VDal、VDa2、VDbl、VDb2、VDcUVDc2 ;其中，续流二极管VDal、VDa2...
【专利技术属性】
技术研发人员：王世祥，
申请(专利权)人：深圳供电局有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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