一種換流器無擾并入柔性直流配電系統(tǒng)的電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種換流器無擾并入柔性直流配電網的電路，屬于電網管理【技術領域】。本發(fā)明電路通過充電電阻和旁路刀閘的配合實現換流器的無擾并網，滿足柔性直流配網系統(tǒng)對直流配網單元靈活并入/退出系統(tǒng)的要求。利用限流電阻限制充電電流以實現從直流側對換流器直流側并聯電容充電，同時在限流電阻兩端并聯旁路隔離刀閘，起導通正常運行電流的作用。本發(fā)明具有操作可靠、實現簡單、性能優(yōu)異的特點，可廣泛應用于柔性直流配網系統(tǒng)實際工程中。
【專利說明】一種換流器無擾并入柔性直流配電系統(tǒng)的電路
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種換流器無擾并入柔性直流配電網的電路，屬于電網管理【技術領域】。
【背景技術】
[0002]目前，交流配電網面臨分布式電源接入、潮流均衡控制復雜化的挑戰(zhàn)。常見的分布式電源主要有光伏電池、燃料電池、風力機和燃氣輪機等，光伏發(fā)電和燃料電池發(fā)電是以直流形式產生電能，通常需要經過DC-DC和DC-AC兩級變換才能并入傳統(tǒng)的交流配電網；而風力機和燃氣輪機雖然是以交流形式產生電能，但都不是恒定的50Hz，因此也需要經過AC-DC和DC-AC兩級變換才能并入交流配電網。這不僅增加了技術難度，還增加諸多交直流變換設備的投資，也給系統(tǒng)可靠性造成影響。而如果采用如圖1所示的直流配電網，不僅可以省略上述的DC-AC變流環(huán)節(jié)，減少投資成本和損耗，而且控制技術也相對簡單。
[0003]從負荷層面考慮，隨著電力電子技術的進步，用戶的用電形式發(fā)生了很大變化。例如，變頻技術已經在空調、冰箱、洗衣機、微波爐等產品中得到了廣泛的應用。在傳統(tǒng)交流配電網中，用戶使用的是交流電，必須通過AC-DC-AC轉換才能變頻。而且現在很多電氣設備本質上使用的就是直流電，例如，液晶電視、LED照明燈、電動汽車、個人電腦、手機等。在傳統(tǒng)交流配電網中，必須通過AC-DC轉換才能供給電器使用。如果用直流直接供電，必然比將交流電變成直流電再使用更加節(jié)省能源。
[0004]柔性直流配網系統(tǒng)必須實現的一個功能是允許換流器靈活投入/退出運行，目前與直流配網母線相連的換流器直流側通常并聯一個電容起穩(wěn)定直流電壓的作用，在換流器并網的過程中，其充電電流可能過大引起換流器的閉鎖，甚至影響整個柔性直流配網系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。因此，為了提高柔性直流配網系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性，亟需研究配網換流器從直流側充電的限流技術以及并網控制方法。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是提出一種換流器無擾并入柔性直流配電網的電路，通過在換流器直流側加裝充電限流電阻和旁路隔離刀閘，由直流電網向換流器直流側并聯電容充電，同時充電電流被限流電阻限制在一個較小的水平。
[0006]本發(fā)明提出的換流器無擾并入柔性直流配電系統(tǒng)的電路，包括:
[0007]第一直流隔離刀閘、第二直流隔離刀閘、第三直流隔離刀閘、第四直流隔離刀閘、第五直流隔離刀閘、第六直流隔離刀閘、第七直流隔離刀閘、第八直流隔離刀閘、第一限流電阻、第二限流電阻、第一直流斷路器和第二直流斷路器；所述的第一直流隔離刀閘與第一直流斷路器、第二直流隔離刀閘串聯作為所述換流器無擾并入柔性直流配電系統(tǒng)的電路的正極運行電流通道；所述的第三直流隔離刀閘與第一限流電阻、第四直流隔離刀閘串聯作為所述換流器無擾并入柔性直流配電系統(tǒng)的電路的正極充電電流通道，正極充電電流通道并聯在第一直流斷路器兩端；所述的第五直流隔離刀閘與第二直流斷路器、第六直流隔離刀閘串聯作為所述換流器無擾并入柔性直流配電系統(tǒng)的電路的負極運行電流通道；所述的第七直流隔離刀閘與第二限流電阻、第八直流隔離刀閘串聯作為所述換流器無擾并入柔性直流配電系統(tǒng)的電路的負極極充電電流通道，負極充電電流通道并聯在第五直流斷路器兩端。
[0008]本發(fā)明提出的一種換流器無擾并入柔性直流配電網的電路，其優(yōu)點是:
[0009]本發(fā)明的換流器無擾并入柔性直流配電網的電路，兼顧了柔性直流配網系統(tǒng)對換流器并網的要求，借助換流器的控制特性，利用限流電阻限制換流器并入柔性直流電網時的充電電流，以避免充電電流過大而引起換流器的閉鎖，同時在限流電阻兩端并聯旁路隔離刀閘，起導通正常運行電流的作用。在不影響柔性直流配網系統(tǒng)運行的前提下，實現換流器無擾并入直流電網，該發(fā)明穩(wěn)態(tài)情況下利用旁路隔離刀閘將限流電阻旁路以避免額外的損耗。發(fā)明電路具有操作可靠、實現簡單、性能優(yōu)異的特點，可廣泛應用于柔性直流配網系統(tǒng)實際工程中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為柔性直流配電系統(tǒng)的結構示意圖。
[0011]圖2為本發(fā)明提出的一種換流器無擾并入柔性直流配電系統(tǒng)的電路的原理圖。
[0012]圖3為采用本發(fā)明電路將換流器并入柔性直流配電系統(tǒng)的示意圖。
【具體實施方式】
[0013]本發(fā)明提出的換流器無擾并入柔性直流配電系統(tǒng)的電路，其電路原理圖如圖2所示，包括:第一直流隔離刀閘、第二直流隔離刀閘、第三直流隔離刀閘、第四直流隔離刀閘、第五直流隔離刀閘、第六直流隔離刀閘、第七直流隔離刀閘、第八直流隔離刀閘、第一限流電阻、第二限流電阻、第一直流斷路器和第二直流斷路器；所述的第一直流隔離刀閘QSl與第一直流斷路器Q1、第二直流隔離刀閘QS2串聯作為所述換流器無擾并入柔性直流配電系統(tǒng)的電路的正極運行電流通道，起到導通正常正極直流電流的作用；所述的第三直流隔離刀閘QS3與第一限流電阻R1、第四直流隔離刀閘QS4串聯作為所述換流器無擾并入柔性直流配電系統(tǒng)的電路的正極充電電流通道，正極充電電流通道并聯在第一直流斷路器QSl兩端，起到導通換流器接入柔性直流配電系統(tǒng)產生的正極充電電流的作用，所述的第五直流隔離刀閘QS5與第二直流斷路器Q2、第六直流隔離刀閘QS6串聯作為所述換流器無擾并入柔性直流配電系統(tǒng)的電路的負極運行電流通道，起到導通正常負極直流電流的作用；所述的第七直流隔離刀閘QS7與第二限流電阻R2、第八直流隔離刀閘QS8串聯作為所述換流器無擾并入柔性直流配電系統(tǒng)的電路的負極極充電電流通道，負極充電電流通道并聯在第五直流斷路器QS5兩端，起到導通換流器接入柔性直流配電系統(tǒng)產生的負極充電電流的作用。
[0014]本發(fā)明的換流器無擾并入柔性直流配電系統(tǒng)的電路中，正極運行電流通道串聯在換流器正極母線和正極直流匯流母線之間，負極運行電流通道串聯在換流器負極母線和負極直流匯流母線之間。
[0015]本發(fā)明的換流器無擾并入柔性直流配電系統(tǒng)的電路，其中的正負極充電電流通道中，限流電阻兩邊串聯兩組直流隔離刀閘時為了方便檢修限流電阻，如果限流電阻故障率較低，則可以在換流器退出運行時檢修限流電阻，從經濟層面考慮，可以省去串聯的兩組隔離刀閘。
[0016]以下以圖3為例，介紹本發(fā)明電路的工作原理和工作過程:
[0017]首先確定待并網換流器的無擾并入柔性直流配電系統(tǒng)的電路中所有直流隔離刀閘和直流斷路器處于分位；
[0018]使待并網換流器閉鎖；
[0019]使第三、第四、第七、第八直流隔離刀閘閉合；
[0020]使第二、第六直流隔離刀閘閉合；
[0021]使第一、第二直流斷路器閉合，利用直流電網向帶并網換流器充電；
[0022]使待并網換流器解鎖，功率指令為O ;
[0023]使第一、五直流隔離刀閘閉合；
[0024]待整個柔性直流配網系統(tǒng)穩(wěn)定，使第三、第四、第七、第八直流隔離刀閘分開，此時，換流器正常發(fā)送功率指令。
[0025]至此，并網結束。
[0026]采用本發(fā)明電路，當需要并入多個換流器時，其并入順序不分先后。
【權利要求】
1.一種換流器無擾并入柔性直流配電系統(tǒng)的電路，其特征在于該電路包括:第一直流隔離刀閘、第二直流隔離刀閘、第三直流隔離刀閘、第四直流隔離刀閘、第五直流隔離刀閘、第六直流隔離刀閘、第七直流隔離刀閘、第八直流隔離刀閘、第一限流電阻、第二限流電阻、第一直流斷路器和第二直流斷路器；所述的第一直流隔離刀閘與第一直流斷路器、第二直流隔離刀閘串聯作為所述換流器無擾并入柔性直流配電系統(tǒng)的電路的正極運行電流通道；所述的第三直流隔離刀閘與第一限流電阻、第四直流隔離刀閘串聯作為所述換流器無擾并入柔性直流配電系統(tǒng)的電路的正極充電電流通道，正極充電電流通道并聯在第一直流斷路器兩端；所述的第五直流隔離刀閘與第二直流斷路器、第六直流隔離刀閘串聯作為所述換流器無擾并入柔性直流配電系統(tǒng)的電路的負極運行電流通道；所述的第七直流隔離刀閘與第二限流電阻、第八直流隔離刀閘串聯作為所述換流器無擾并入柔性直流配電系統(tǒng)的電路的負極極充電電流通道，負極充電電流通道并聯在第五直流斷路器兩端。
【文檔編號】H02J3/38GK103887821SQ201410128939
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月1日 優(yōu)先權日:2014年4月1日
【發(fā)明者】袁志昌, 陳名, 王一振, 黎小林, 李巖, 許樹楷, 陸超, 付姣 申請人:南方電網科學研究院有限責任公司, 張家港智能電力研究院有限公司, 清華大學