[發明專利]一種用于新能源并網的諧振升降壓裝置及其實現方法

有效

• 申請號: 201210338755.3
• 申請日: 2012-09-13
• 公開（公告）號: CN102904276A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 溫家良;王秀環;李躍;周軍川;張堃
• 申請（專利權）人: 國網智能電網研究院;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/36;H02M3/10
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及電力電子領域的裝置及其實現方法，具體涉及一種用于新能源并網的諧振升降壓裝置及其實現方法。

背景技術

目前新能源并網結構，交流電壓與直流電壓間轉變的方式主要采用升壓/降壓變壓器與高壓大容量VSC整流/逆變器共同作用，和高壓大容量DC/DC升/降壓環節與低壓小容量VSC整流/逆變器共同作用兩種方式，其中高壓大容量VSC成本高，DC/DC裝置技術難點大，不利于制造。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種用于新能源并網的諧振升降壓裝置及其實現方法，本發明采用基于晶閘管技術的諧振升、降壓環節代替變壓器、高壓大容量VSC裝置和DC/DC變換器等裝置，本發明提供的諧振升降壓裝置技術難度低、造價低，適用于新型新能源并網方式。

本發明的目的是采用下述技術方案實現的：

一種用于新能源并網的諧振升降壓裝置，其改進之處在于，所述諧振升降壓裝置包括諧振升壓環節、整流環節和諧振降壓環節；所述諧振升壓環節與整流環節連接后通過直流電纜或直流傳輸線與所述諧振降壓環節連接。

其中，所述諧振升壓環節包括直流電源DC、低壓大電容C10、高壓小電容C11、晶閘管T11、晶閘管T13和諧振電抗器L11；

所述低壓大電容C10、晶閘管T11、諧振電抗器L11和高壓小電容C11依次連接，形成低壓大電容C10-晶閘管T11-諧振電抗器L11-高壓小電容C11閉合回路；

所述直流電源DC并聯在低壓大電容C10兩端；

所述晶閘管T13并聯在高壓小電容C11與諧振電抗器L11兩端，形成諧振電抗器L11-晶閘管T13-高壓小電容C11閉合回路。

其中，所述諧振降壓環節包括直流電源DC、電容C20、高壓小電容C21、低壓大電容C22、晶閘管T21、晶閘管T22、晶閘管T23、電抗器L21、電抗器L22和負載電阻R2；

所述電容C20、晶閘管T21和電抗器L21依次連接；所述晶閘管T22、電抗器L22和低壓大電容C22依次連接，所述高壓小電容C21并聯在晶閘管T22、電抗器L22和低壓大電容C22支路兩端，形成晶閘管T22-電抗器L22-低壓大電容C22-高壓小電容C21閉合回路；

所述直流電源DC并聯在電容C20兩端；

所述晶閘管T23并聯在電容C20與晶閘管T21兩端；晶閘管T23、電抗器L21和高壓小電容C21依次連接，形成高壓小電容C21-晶閘管T23-電抗器L21閉合回路；

所述高壓小電容C21分別并聯在電容C20、晶閘管T21與電抗器L21兩端，形成電容C20-晶閘管T21-電抗器L21-電容器C21閉合回路；

所述負載電阻R2并聯在低壓大電容C22兩端。

其中，所述整流環節包括半波整流橋D11、平波電抗器L12、支撐電容器C12和續流二極管D12；

其中半波整流橋D11、平波電抗器L12與支撐電容器C12依次連接；

所述續流二極管D12并聯在平波電抗器L12及支撐電容器C12兩端。

其中，至少一個的新能源電場分別通過VSC整流器與直流母線連接；所述直流母線與所述諧振升壓環節連接后再與整流環節連接；所述整流環節通過直流電纜或直流傳輸線與諧振降壓環節連接；諧振降壓環節通過直流母線與至少一個的VCS逆變器分別連接。

本發明基于另一目的提供的一種用于新能源并網的諧振升降壓裝置的實現方法，其改進之處在于，所述實現方法包括下述步驟：

A、至少一個的新能源電場分別通過VSC整流器與直流母線連接后通過所述諧振升壓環節升壓；

B、升壓后的電壓值經過整流環節轉變為正向電壓值；

C、所述正向電壓值通過直流電纜或直流輸電線傳輸到電網后經過諧振降壓環節降壓；

D、降壓后的直流電壓通過直流母線與至少一個的VSC逆變器分別連接，將直流電壓逆變為交流電壓；

E、所述交流電壓傳輸至電網。

其中，所述步驟A中，諧振升壓環節升壓由兩個工作模式實現，包括下述步驟：

I、實施第一個工作模式，所述晶閘管T13導通，所述晶閘管T11關斷，高壓小電容C11將沿諧振電抗器L11-晶閘管T13閉合回路振蕩半個周期，對高壓小電容C11反向電壓；

II、實施第二工作模式，即晶閘管T11導通，晶閘管T13關斷，此時高壓小電容將沿低壓大電容C10-晶閘管T11-諧振電抗器L11閉合回路振蕩，對高壓小電容C11正向充電。