一種用于超特高壓超大容量柔性直流輸電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種用于超特高壓超大容量柔性直流輸電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括至少兩個(gè)換流器，組成雙極輸送方式，至少兩個(gè)的換流器的串聯(lián)，其串聯(lián)的換流器的中性點(diǎn)接地。本實(shí)用新型的每個(gè)換流器的交流端通過變壓器與電網(wǎng)連接，其直流端與其他換流器串聯(lián)連接，并形成正負(fù)母線，與輸電線路連接。這樣形成的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，有效調(diào)高系統(tǒng)的輸送電壓和容量，有效的解決了目前柔性直流輸電系統(tǒng)輸送容量小的問題，為柔性直流輸電向超特高壓超大容量發(fā)展提供了一條嶄新的技術(shù)路線。
【專利說明】一種用于超特高壓超大容量柔性直流輸電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于超特高壓超大容量柔性直流輸電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]由于能源短缺和環(huán)境趨向惡化，大力發(fā)展新能源成為中國發(fā)展的主要方向，柔性直流輸電技術(shù)是新能源并網(wǎng)的主要手段。柔性直流輸電技術(shù)的核心設(shè)備-電壓源控制(VSC)換流閥，目前主要采用模塊化多電平(MMC)結(jié)構(gòu)，它先由可關(guān)斷器件構(gòu)成子模塊，再利用多個(gè)子模塊串聯(lián)組成，通過調(diào)節(jié)子模塊的串聯(lián)個(gè)數(shù)來調(diào)節(jié)輸出電壓及容量。但是，隨著電壓等級(jí)的不斷提高，控制復(fù)雜度隨之提高，器件均壓難度加大，所以輸送容量受限。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提出一種用于超特高壓超大容量柔性直流輸電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過增加換流器串聯(lián)數(shù)量，有效調(diào)高系統(tǒng)的輸送電壓和容量，有效的解決了目前柔性直流輸電系統(tǒng)輸送容量小的問題，為柔性直流輸電向超特高壓超大容量發(fā)展提供了一條嶄新的技術(shù)路線。
[0004]本實(shí)用新型提供一種用于超特高壓超大容量柔性直流輸電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括至少兩個(gè)換流器，組成雙極輸送方式，其改進(jìn)之處在于，至少兩個(gè)的換流器的串聯(lián)，串聯(lián)的換流器的中性點(diǎn)接地。
[0005]其中，每個(gè)換流器的交流端通過變壓器與電網(wǎng)連接，其直流端與其他換流器串聯(lián)連接，并形成正負(fù)母線，與輸電線路連接。
[0006]其中，所述換流器由3相六個(gè)橋臂構(gòu)成，每個(gè)橋臂包括I個(gè)電抗器和N個(gè)結(jié)構(gòu)相同的子模塊；每個(gè)橋臂的子模塊級(jí)聯(lián)后一端通過電抗器與所述變壓器連接；另一端與另兩個(gè)橋臂的級(jí)聯(lián)的子模塊一端連接，形成直流端的正負(fù)極。
[0007]其中，所述換流器由3相六個(gè)橋臂構(gòu)成，每個(gè)橋臂包括I個(gè)電抗器和N個(gè)結(jié)構(gòu)相同的子模塊；每個(gè)橋臂的子模塊級(jí)聯(lián)后一端與所述變壓器連接，另一端串聯(lián)電抗器后與另兩個(gè)橋臂的電抗器連接，形成直流端的正負(fù)極。
[0008]其中，所述子模塊由半橋結(jié)構(gòu)的IGBT模塊與電容器并聯(lián)構(gòu)成；
[0009]兩個(gè)IGBT模塊串聯(lián)，形成一條串聯(lián)支路，支路中點(diǎn)和一個(gè)IGBT的發(fā)射極分別引出端子，作為子模塊的正負(fù)極。
[0010]其中，所述子模塊由全橋結(jié)構(gòu)的IGBT模塊與電容器并聯(lián)構(gòu)成；
[0011]兩個(gè)IGBT模塊串聯(lián)，形成一條串聯(lián)支路，兩條串聯(lián)支路均與電容器并聯(lián)，構(gòu)成H橋結(jié)構(gòu)，兩條串聯(lián)支路中點(diǎn)分別引出端子，作為子模塊的正負(fù)極。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)比，本實(shí)用新型的有益效果為:
[0013]本實(shí)用新型有效調(diào)高系統(tǒng)的輸送電壓和容量，有效的解決了目前柔性直流輸電系統(tǒng)輸送容量小的問題，為柔性直流輸電向超特高壓超大容量發(fā)展提供了一條嶄新的技術(shù)路線。
[0014]本實(shí)用新型輸送容量大，技術(shù)難點(diǎn)低。
[0015]本實(shí)用新型通過對(duì)橋臂的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)分相控制；
[0016]本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)，集成度高，設(shè)計(jì)方便，且控制簡單。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型提供的用于超特高壓超大容量柔性直流輸電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為本實(shí)用新型提供的換流器結(jié)構(gòu)圖一。
[0019]圖3為本實(shí)用新型提供的換流器結(jié)構(gòu)圖二。
[0020]圖4為本實(shí)用新型提供的子模塊結(jié)構(gòu)示意圖一。
[0021]圖5為本實(shí)用新型提供的子模塊結(jié)構(gòu)示意圖二。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0023]本實(shí)施例提出的一種用于超特高壓超大容量柔性直流輸電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，其包括至少兩個(gè)換流器串聯(lián)而成，組成雙極輸送方式，串聯(lián)的換流器的中性點(diǎn)接地。每個(gè)換流器的交流端通過變壓器與電網(wǎng)連接，其直流端與其他換流器串聯(lián)連接，并形成正負(fù)母線，與輸電線路連接。
[0024]具體的，換流器由3相六個(gè)橋臂構(gòu)成，每個(gè)橋臂包括I個(gè)電抗器和N個(gè)結(jié)構(gòu)相同的子模塊；每個(gè)橋臂的子模塊級(jí)聯(lián)后一端通過電抗器與變壓器連接；另一端與另兩個(gè)橋臂的級(jí)聯(lián)的子模塊一端連接，形成直流端的正負(fù)極，如圖2所示?；蛘撸瑩Q流器由3相六個(gè)橋臂構(gòu)成，每個(gè)橋臂包括I個(gè)電抗器和N個(gè)結(jié)構(gòu)相同的子模塊；每個(gè)橋臂的子模塊級(jí)聯(lián)后一端與變壓器連接，另一端串聯(lián)電抗器后與另兩個(gè)橋臂的電抗器連接，形成直流端的正負(fù)極，如圖3所示。
[0025]本實(shí)施例的子模塊可由兩種構(gòu)成方式，分別為:
[0026](一)子模塊由半橋結(jié)構(gòu)的IGBT模塊與電容器并聯(lián)構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)如圖4所示；
[0027]兩個(gè)IGBT模塊串聯(lián)，形成一條串聯(lián)支路，支路中點(diǎn)和一個(gè)IGBT的發(fā)射極分別引出端子，作為子模塊的正負(fù)極。
[0028](二)子模塊由全橋結(jié)構(gòu)的IGBT模塊與電容器并聯(lián)構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)如圖5所示；
[0029]兩個(gè)IGBT模塊串聯(lián)，形成一條串聯(lián)支路，兩條串聯(lián)支路均與電容器并聯(lián)，構(gòu)成H橋結(jié)構(gòu)，兩條串聯(lián)支路中點(diǎn)分別引出端子，作為子模塊的正負(fù)極。
[0030]優(yōu)選的，為了更好的控制子模塊的投入或退出，可在子模塊引出的正負(fù)極之間并聯(lián)旁路支路，例如并聯(lián)開關(guān)或晶閘管等。
[0031]最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本實(shí)用新型精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種用于超特高壓超大容量柔性直流輸電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括至少兩個(gè)換流器，組成雙極輸送方式，其特征在于，至少兩個(gè)的換流器的串聯(lián)，串聯(lián)的換流器的中性點(diǎn)接地； 每個(gè)換流器的交流端通過變壓器與電網(wǎng)連接，其直流端與其他換流器串聯(lián)連接，并形成正負(fù)母線，與輸電線路連接； 所述換流器由3相六個(gè)橋臂構(gòu)成，每個(gè)橋臂包括I個(gè)電抗器和N個(gè)結(jié)構(gòu)相同的子模塊；每個(gè)橋臂的子模塊級(jí)聯(lián)后一端通過電抗器與所述變壓器連接；另一端與另兩個(gè)橋臂的級(jí)聯(lián)的子模塊一端連接，形成直流端的正負(fù)極。
2.如權(quán)利要求1所述的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于，所述換流器由3相六個(gè)橋臂構(gòu)成，每個(gè)橋臂包括I個(gè)電抗器和N個(gè)結(jié)構(gòu)相同的子模塊；每個(gè)橋臂的子模塊級(jí)聯(lián)后一端與所述變壓器連接，另一端串聯(lián)電抗器后與另兩個(gè)橋臂的電抗器連接，形成直流端的正負(fù)極。
3.如權(quán)利要求1所述的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于，所述子模塊由半橋結(jié)構(gòu)的IGBT模塊與電容器并聯(lián)構(gòu)成； 兩個(gè)IGBT模塊串聯(lián)，形成一條串聯(lián)支路，支路中點(diǎn)和一個(gè)IGBT的發(fā)射極分別引出端子，作為子模塊的正負(fù)極。
4.如權(quán)利要求1所述的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于，所述子模塊由全橋結(jié)構(gòu)的IGBT模塊與電容器并聯(lián)構(gòu)成； 兩個(gè)IGBT模塊串聯(lián)，形成一條串聯(lián)支路，兩條串聯(lián)支路均與電容器并聯(lián)，構(gòu)成H橋結(jié)構(gòu)，兩條串聯(lián)支路中點(diǎn)分別引出端子，作為子模塊的正負(fù)極。
【文檔編號(hào)】H02J3/36GK203387196SQ201320437498
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月22日
【發(fā)明者】溫家良, 王秀環(huán), 郭高鵬, 吳婧, 王宇, 楊杰, 藥韜 申請(qǐng)人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院