[實(shí)用新型]交流與柔性直流混合供電區(qū)域備自投均分負(fù)荷系統(tǒng)及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320133842.5
• 申請日: 2013-03-22
• 公開（公告）號: CN203278268U
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王世祥;王瑋;徐旭輝;姚森敬;吳海濤;嚴(yán)玉婷;代尚林;錢敏
• 申請（專利權(quán)）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(dá)專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 44238
• 代理人: 潘中毅;熊賢卿

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及交流及柔性直流輸配電網(wǎng)備自投配置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種交直流混合供電區(qū)域配電網(wǎng)的備自投均分負(fù)荷系統(tǒng)及裝置。

背景技術(shù)

目前，我國大部分城鄉(xiāng)配電網(wǎng)系統(tǒng)均采用10?kV交流電作為主要的供電電壓。由于近年來經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在負(fù)荷密度較大的城市中心區(qū)已經(jīng)暴露出供電能力不足、站點(diǎn)和線路走廊資源極為緊張等問題，而且在低負(fù)荷的偏遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū)出現(xiàn)電壓降落過大，用戶電壓質(zhì)量難以得到保障，供電距離受限等情況，因此，將配電網(wǎng)采取柔性直流輸配電網(wǎng)供電。

隨著電力電子器件和控制技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了新型的半導(dǎo)體器件—絕緣柵雙極晶體管（Insulated?Gate?Bipolar?Transistor,?IGBT）在低電壓系統(tǒng)的應(yīng)用，使得IGBT作為開關(guān)器件的電壓源換流器（Voltage-Sourced?Converter，VSC），隨后在工業(yè)驅(qū)動(dòng)裝置上得到廣泛應(yīng)用，再經(jīng)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(gòu)成的電壓源換流器在直流輸配電網(wǎng)中應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)。

在直流輸配電網(wǎng)應(yīng)用中換流器采用IGBT閥和兩電平（或多電平）三相機(jī)構(gòu)，并使用脈寬調(diào)制技術(shù)（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(gòu)成的直流配電網(wǎng)系統(tǒng)在許多方面不同于常規(guī)的直流輸配電，可以克服常規(guī)的直流輸配電中呈現(xiàn)的多類問題。這種新型的直流輸配電技術(shù)，簡稱為“柔性直流（High?Voltage?Direct?Current?Flexible，HVDC-Flexible）”。

柔性直流（HVDC-Flexible）是從常規(guī)直流輸配電技術(shù)發(fā)展而來，優(yōu)點(diǎn)均為其常規(guī)直流輸配電的優(yōu)點(diǎn)，例如：柔性直流輸配電線路相比于目前運(yùn)行中交流輸配電網(wǎng)線路要少一根導(dǎo)線，使其線路成本低，損耗小，節(jié)約了輸配電線路大量走廊通道；柔性直流配電網(wǎng)系統(tǒng)為了實(shí)現(xiàn)較少故障率，一般采用電纜作為配電網(wǎng)系統(tǒng)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(wǎng)系統(tǒng)采用電纜作為輸配電通道，一般在地下使用直埋技術(shù)，工程成本低、工期短，還減少對環(huán)境的影響；另外，柔性直流配電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定強(qiáng)；柔性直流配電網(wǎng)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)非同步系統(tǒng)的互聯(lián)；柔性直流可以向無源區(qū)供電，不存在換相失敗問題；柔性直流配電網(wǎng)系統(tǒng)所輸送的有功功率和無功功率可以快速獨(dú)立控制；柔性直流配電網(wǎng)系統(tǒng)較好地分期建設(shè)、擴(kuò)展性好；事故后快速恢復(fù)供電和黑啟動(dòng)；可以向無源電網(wǎng)供電等等。

但是目前的交流輸配電網(wǎng)技術(shù)承擔(dān)主要的地位，而柔性直流配電網(wǎng)系統(tǒng)大多是在交流輸配電網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)變成，在轉(zhuǎn)變過程中將是一個(gè)長期的系統(tǒng)工程，根據(jù)國內(nèi)外的改造經(jīng)驗(yàn)，整個(gè)工程過程可能持續(xù)長達(dá)幾年左右。

在此期間，在交流輸配電網(wǎng)區(qū)改造區(qū)域中，并不是所有的供電區(qū)域均具備立刻升壓的條件和時(shí)機(jī)，必然存在兩種不同性質(zhì)等級的配電網(wǎng)共存的區(qū)域，也即交流輸配電網(wǎng)區(qū)和柔性直流配電網(wǎng)區(qū)混合供電區(qū)域。具體如圖1所示。

如何在該區(qū)域的改造期間一方面要保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行，又兼顧原交流輸配電網(wǎng)與新建設(shè)的柔性直流輸配電網(wǎng)的互聯(lián)，并且能夠均分負(fù)荷避免對變壓器造成損壞是一個(gè)亟待解決的技術(shù)問題。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種交流與柔性直流混合供電區(qū)域備自投均分負(fù)荷系統(tǒng)及裝置。

本實(shí)用新型提供一種交流與柔性直流混合供電區(qū)域備自投均分負(fù)荷系統(tǒng)，包括：交流輸配電網(wǎng)區(qū)域和柔性直流輸配電網(wǎng)區(qū)域；以及

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

負(fù)直流母線橋，其與所述柔性直流輸配電網(wǎng)的負(fù)直流母線連接；

正直流母線橋，其與所述柔性直流輸配電網(wǎng)的正直流母線連接；

所述負(fù)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(wǎng)的直流電能；

聯(lián)絡(luò)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(wǎng)的電壓源換流器與交流輸配電網(wǎng)進(jìn)行電能質(zhì)量交換；

聯(lián)絡(luò)換流閥橋臂，其與所述聯(lián)絡(luò)電抗器連接，采取三相兩電平橋式結(jié)構(gòu)，包括可關(guān)斷器件VTP1、可關(guān)斷器件VTP2，續(xù)流二極管VDP1和VDP2；

聯(lián)絡(luò)直流電容CP1一端與所述可關(guān)斷器件VTP1連接，聯(lián)絡(luò)直流電容CP2一端與所述可關(guān)斷器件VTP2連接，且聯(lián)絡(luò)直流電容CP1和聯(lián)絡(luò)直流電容CP2的另一端連接且接地；該聯(lián)絡(luò)直流電容CP1和聯(lián)絡(luò)直流電容CP2用于為電壓源換流器提供直流電壓支撐，緩沖所述聯(lián)絡(luò)換流閥橋臂的可關(guān)斷器件VTP1和可關(guān)斷器件VTP2在關(guān)斷時(shí)的沖擊電流，減少直流側(cè)諧波；