[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于柔性直流輸電的能量耗散系統(tǒng)及其控制方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810335250.9
• 申請(qǐng)日: 2018-04-16
• 公開（公告）號(hào): CN110391665A
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李成博
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/36
• 分類號(hào): H02J3/36;H02J3/38
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于柔性直流輸電系統(tǒng)的能量耗散系統(tǒng)，所述能量耗散系統(tǒng)由電力電子開關(guān)和負(fù)荷電阻組成，所述電力電子開關(guān)和負(fù)荷電阻串聯(lián)連接于柔性直流輸電系統(tǒng)整流側(cè)的交流電網(wǎng)。本發(fā)明還提出了相應(yīng)的控制方法。所述能量耗散系統(tǒng)用于消耗柔性直流輸電系統(tǒng)因故障導(dǎo)致的暫態(tài)能量聚集，防止柔性直流輸電系統(tǒng)功率模塊過壓，同時(shí)能防止交流系統(tǒng)電壓頻率失穩(wěn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于柔性直流輸電領(lǐng)域，特別涉及一種應(yīng)用于柔性直流輸電的能量耗散系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

隨著柔性直流輸電技術(shù)的發(fā)展，通過柔性直流輸電鏈接孤島電網(wǎng)的應(yīng)用越來越多，柔性直流鏈接孤島系統(tǒng)的應(yīng)用主要有對(duì)海上油氣鉆井平臺(tái)供電和風(fēng)電并網(wǎng)等，在國內(nèi)外已經(jīng)有大量應(yīng)用。

換流站連接孤島系統(tǒng)時(shí)，換流器采用VF控制對(duì)連接交流系統(tǒng)的母線電壓和頻率進(jìn)行控制，換流器的有功和無功功率由交流系統(tǒng)中新能源電源及負(fù)荷決定。在柔性直流輸電中，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，無論是在交流側(cè)還是直流側(cè)，柔性直流輸電系統(tǒng)的的輸出功率都會(huì)受到限制，將遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)的額定容量，甚至發(fā)生極閉鎖。而對(duì)于以風(fēng)力發(fā)電為主的孤網(wǎng)系統(tǒng)，當(dāng)作為其單一輸出通道的柔性直流輸電系統(tǒng)輸出功率受限時(shí)，穩(wěn)控系統(tǒng)并不能很快降功率或切除風(fēng)力發(fā)電機(jī)，這樣會(huì)造成交流電壓升高，進(jìn)一步引起柔直流輸電功率模塊本體電壓升高，甚至損害設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的，在于提出一種應(yīng)用于柔性直流輸電的能量耗散系統(tǒng)，用于解決柔性直流輸電系統(tǒng)發(fā)生故障導(dǎo)致的系統(tǒng)過壓?jiǎn)栴}，并提出了相應(yīng)的控制方法。

為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是：

一種應(yīng)用于柔性直流輸電的能量耗散系統(tǒng)，包括電力電子開關(guān)和負(fù)荷電阻，所述電力電子開關(guān)和所述負(fù)荷電阻串聯(lián)連接，所述電力電子開關(guān)并聯(lián)連接于柔性直流輸電系統(tǒng)的整流側(cè)的交流電網(wǎng)。電力電子開關(guān)的導(dǎo)通的時(shí)間可小于3ms，負(fù)荷電阻采用大功率電阻。

所述電力電子開關(guān)還可通過變壓器并聯(lián)連接到柔性直流輸電系統(tǒng)的整流側(cè)的交流電網(wǎng)。

本發(fā)明還提出了一種應(yīng)用于柔性直流輸電的能量耗散系統(tǒng)的控制方法：當(dāng)與所述能量耗散系統(tǒng)連接的柔性直流輸電系統(tǒng)發(fā)生故障需要消耗能量時(shí)，電力電子開關(guān)快速解鎖，將負(fù)荷電阻與交流系統(tǒng)連接，消耗因柔性直流輸電故障而無法送出的孤島電網(wǎng)能量，防止柔性直流輸電功率模塊電壓升高，保護(hù)柔性直流輸電系統(tǒng)。系統(tǒng)恢復(fù)正常后，電力電子開關(guān)閉鎖，將負(fù)荷電阻與系統(tǒng)斷開。

采用上述方案后，可以消耗柔性直流輸電系統(tǒng)因故障導(dǎo)致的暫態(tài)能量聚集，防止柔性直流輸電系統(tǒng)功率模塊過壓，同時(shí)能防止交流系統(tǒng)電壓頻率失穩(wěn)。

本發(fā)明具有以下有益效果：

穩(wěn)控裝置響應(yīng)速度慢，無法滿足柔性直流輸電系統(tǒng)連接于孤島電網(wǎng)時(shí)發(fā)生故障導(dǎo)致功率模塊過的電壓?jiǎn)栴}，本方案采用電力電子開關(guān)方案，響應(yīng)時(shí)間小于3ms，完全滿足柔性直流輸電對(duì)負(fù)荷響應(yīng)速度的要求；

附圖說明

圖1是應(yīng)用于柔性直流輸電的能量耗散系統(tǒng)的原理圖；

圖2是增加了變壓器方案的原理圖；

其中：1、電力電子開關(guān)，2、負(fù)荷電阻，3、變壓器。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。

圖1所示為本發(fā)明一種應(yīng)用于柔性直流輸電的能量耗散系統(tǒng)的一種實(shí)施例，能量耗散系統(tǒng)由電力電子開關(guān)1、負(fù)荷電阻2組成；

所述能量耗散系統(tǒng)的連接方式如下：電力電子開關(guān)1一端接入柔性直流輸電整流側(cè)交流電網(wǎng)母線，另一端連接負(fù)荷電阻2；