[發明專利]交流與柔性直流混合供電區域備自投均分負荷系統及方法

有效

• 申請號: 201310094012.0
• 申請日: 2013-03-22
• 公開（公告）號: CN103138295A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 王世祥;王瑋;徐旭輝;姚森敬;吳海濤;代尚林;錢敏
• 申請（專利權）人: 深圳供電局有限公司
• 主分類號: H02J5/00
• 分類號: H02J5/00
• 代理公司: 深圳匯智容達專利商標事務所(普通合伙) 44238
• 代理人: 潘中毅;熊賢卿

技術領域

本發明涉及交流及柔性直流輸配電網備自投配置技術領域，尤其涉及一種交直流混合供電區域配電網的備自投均分負荷系統及方法。

背景技術

目前，我國大部分城鄉配電網系統均采用10?kV交流電作為主要的供電電壓。由于近年來經濟的快速發展，在負荷密度較大的城市中心區已經暴露出供電能力不足、站點和線路走廊資源極為緊張等問題，而且在低負荷的偏遠農村地區出現電壓降落過大，用戶電壓質量難以得到保障，供電距離受限等情況，因此，將配電網采取柔性直流輸配電網供電。

隨著電力電子器件和控制技術的發展，出現了新型的半導體器件—絕緣柵雙極晶體管（Insulated?Gate?Bipolar?Transistor,?IGBT）在低電壓系統的應用，使得IGBT作為開關器件的電壓源換流器（Voltage-Sourced?Converter，VSC），隨后在工業驅動裝置上得到廣泛應用，再經過隨后的IGBT器件的電壓和容量多次升級后，使得采用絕緣柵雙極晶體管構成的電壓源換流器在直流輸配電網中應用成為現實。

在直流輸配電網應用中換流器采用IGBT閥和兩電平（或多電平）三相機構，并使用脈寬調制技術（Pulse?Width?Modulation，PWM）控制IGBT閥的開斷狀況，具備上述功能后使得由其構成的直流配電網系統在許多方面不同于常規的直流輸配電，可以克服常規的直流輸配電中呈現的多類問題。這種新型的直流輸配電技術，簡稱為“柔性直流（High?Voltage?Direct?Current?Flexible，HVDC-Flexible）”。

柔性直流（HVDC-Flexible）是從常規直流輸配電技術發展而來，優點均為其常規直流輸配電的優點，例如：柔性直流輸配電線路相比于目前運行中交流輸配電網線路要少一根導線，使其線路成本低，損耗小，節約了輸配電線路大量走廊通道；柔性直流配電網系統為了實現較少故障率，一般采用電纜作為配電網系統通道，電纜的輸送容量大、損耗小、使用周期長、輸送距離不受限制；柔性直流配電網系統采用電纜作為輸配電通道，一般在地下使用直埋技術，工程成本低、工期短，還減少對環境的影響；另外，柔性直流配電網系統穩定強；柔性直流配電網系統可以實現非同步系統的互聯；柔性直流可以向無源區供電，不存在換相失敗問題；柔性直流配電網系統所輸送的有功功率和無功功率可以快速獨立控制；柔性直流配電網系統較好地分期建設、擴展性好；事故后快速恢復供電和黑啟動；可以向無源電網供電等等。

但是目前的交流輸配電網技術承擔主要的地位，而柔性直流配電網系統大多是在交流輸配電網技術基礎上轉變成，在轉變過程中將是一個長期的系統工程，根據國內外的改造經驗，整個工程過程可能持續長達幾年左右。

在此期間，在交流輸配電網區改造區域中，并不是所有的供電區域均具備立刻升壓的條件和時機，必然存在兩種不同性質等級的配電網共存的區域，也即交流輸配電網區和柔性直流配電網區混合供電區域。具體如圖1所示。

如何在該區域的改造期間一方面要保證系統可靠運行，又兼顧原交流輸配電網與新建設的柔性直流輸配電網的互聯，并且能夠均分負荷避免對變壓器造成損壞是一個亟待解決的技術問題。

發明內容

為了解決上述現有技術中存在的技術問題，本發明提供一種交流與柔性直流混合供電區域備自投均分負荷系統及方法。

本發明提供的一種交流與柔性直流混合供電區域備自投均分負荷系統，包括：交流輸配電網區域和柔性直流輸配電網區域；以及

10kV交流母線橋，其與所述交流輸配電網的10kV?2M母線連接，用于匯聚10KV交流電能；

負直流母線橋，其與所述柔性直流輸配電網的負直流母線連接；

正直流母線橋，其與所述柔性直流輸配電網的正直流母線連接；

所述負直流母線橋與正直流母線橋用于匯聚所述柔性直流輸配電網的直流電能；

聯絡電抗器，其與所述10kV交流母線橋相連接，其為所述柔性直流輸配電網的電壓源換流器與交流輸配電網進行電能質量交換；

聯絡換流閥橋臂，其與所述聯絡電抗器連接，采取三相兩電平橋式結構，包括可關斷器件VTP1、可關斷器件VTP2，續流二極管VDP1和VDP2；