[發(fā)明專利]一種鏈?zhǔn)胶哪苎b置及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811397272.4
• 申請(qǐng)日: 2018-11-22
• 公開（公告）號(hào): CN109617108B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 詹長江;王宇;陳松林;沈全榮;劉為群
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 詹長江
• 主分類號(hào): H02J3/36
• 分類號(hào): H02J3/36
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 葛瀟敏

本發(fā)明公開了一種鏈?zhǔn)胶哪苎b置，裝置由耗能支路與耗能電阻構(gòu)成，所述耗能支路由至少一個(gè)耗能子模塊同方向串聯(lián)連接構(gòu)成，所述串聯(lián)連接的首端與直流線路的高電位電極連接；所述耗能電阻集中布置與耗能支路串聯(lián)連接，耗能電阻的一端與耗能支路的尾端連接，另一端與直流線路的低電位電極連接，所述耗能子模塊由第一功率半導(dǎo)體開關(guān)器件、二極管與直流電容構(gòu)成；本發(fā)明還包括鏈?zhǔn)胶哪苎b置的控制方法，當(dāng)直流線路電壓升高時(shí)，可以通過依次導(dǎo)通或關(guān)斷耗能子模塊中的功率半導(dǎo)體開關(guān)器件，實(shí)現(xiàn)直流電壓控制，實(shí)現(xiàn)耗能電阻柔性投入和柔性退出，裝置性價(jià)比很高，可靠性高，易于實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于大功率電力電子變流技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鏈?zhǔn)胶哪苎b置及控制方法。

背景技術(shù)

在高壓直流輸電系統(tǒng)中，鏈?zhǔn)胶哪苎b置是至關(guān)重要的設(shè)備。鏈?zhǔn)胶哪苎b置主要應(yīng)用于孤島供電的應(yīng)用場(chǎng)景，如果發(fā)電端為與風(fēng)電類似的慣性電源，當(dāng)受電端發(fā)生故障時(shí)，由于功率無法送出，將在直流側(cè)累積能量，造成直流輸電線路的電壓升高，對(duì)設(shè)備的安全運(yùn)行造成危害。

現(xiàn)有技術(shù)中，采用的方法是將功率半導(dǎo)體器件直接串聯(lián)，當(dāng)直流電壓過高時(shí)，通過電力電子器件的控制，投入電阻，電阻的投入將使直流電壓下降，當(dāng)電阻的耗能速度超過直流側(cè)累積能量的速度，直流電壓就會(huì)下降，此時(shí)，再去關(guān)斷電阻放電回路，直流電壓再上升，反復(fù)的開通和關(guān)斷電阻支路，形成滯環(huán)控制的效果，該方法主要存在的問題在于：在關(guān)斷時(shí)，由于多個(gè)功率半導(dǎo)體開關(guān)器件同時(shí)關(guān)斷很難保證一致性，一旦關(guān)斷不同步，就會(huì)有關(guān)導(dǎo)通慢的器件或關(guān)斷快的器件承受過電壓而損壞；而且高速的開通和關(guān)斷狀態(tài)切換也會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生很大的電壓和電流變化率，從而產(chǎn)生磁場(chǎng)干擾。另外，現(xiàn)有技術(shù)中每個(gè)子模塊均包括數(shù)量較多的功率半導(dǎo)體器件，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種鏈?zhǔn)胶哪苎b置以及使用上述裝置的控制方法，裝置可連接在直流電極之間，當(dāng)直流線路電壓升高時(shí)，可以通過依次導(dǎo)通或關(guān)斷耗能子模塊中的功率半導(dǎo)體開關(guān)器件，實(shí)現(xiàn)直流電壓控制，實(shí)現(xiàn)耗能電阻柔性投入和柔性退出，避免產(chǎn)生沖擊。

為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明采用的具體的方案如下：

一種鏈?zhǔn)胶哪苎b置，所述裝置由耗能支路與耗能電阻構(gòu)成，所述耗能支路由至少一個(gè)耗能子模塊同方向串聯(lián)連接構(gòu)成，所述串聯(lián)連接的首端與直流線路的高電位電極連接；所述耗能電阻集中布置與耗能支路串聯(lián)連接，耗能電阻的一端與耗能支路的尾端連接，另一端與直流線路的低電位電極連接；所述耗能子模塊由第一功率半導(dǎo)體開關(guān)器件、二極管與直流電容構(gòu)成，其中第一功率半導(dǎo)體開關(guān)器件與二極管串聯(lián)連接，連接方式有以下兩種：

連接方式1：二極管的陰極與直流電容的正極連接，二極管的陽極與第一功率半導(dǎo)體開關(guān)器件的集電極連接，第一功率半導(dǎo)體器件的發(fā)射極與直流電容的負(fù)極連接；

連接方式2：第一功率半導(dǎo)體開關(guān)器件集電極與直流電容正極連接，第一功率半導(dǎo)體開關(guān)器件發(fā)射極與二極管的陰極連接，二極管的陽極與直流電容的負(fù)極連接；

第一功率半導(dǎo)體開關(guān)器件的集電極作為正極引出點(diǎn)，其發(fā)射極作為負(fù)極引出點(diǎn)。

其中，所述耗能子模塊中的二極管還反向并聯(lián)一個(gè)第二功率半導(dǎo)體開關(guān)器件。

其中，所述耗能電阻還并聯(lián)一個(gè)由二極管構(gòu)成的電壓鉗位單元。

其中，所述耗能子模塊還并聯(lián)一個(gè)旁路開關(guān)。

其中，所述鏈?zhǔn)胶哪苎b置的耗能支路還串聯(lián)至少一個(gè)充電單元，所述充電單元由充電電阻和充電開關(guān)并聯(lián)構(gòu)成。

其中，所述鏈?zhǔn)胶哪苎b置還串聯(lián)至少一個(gè)隔斷開關(guān)。

其中，所述耗能電阻可替換為儲(chǔ)能器，所述儲(chǔ)能器具備充放電能力。

其中，所述耗能子模塊還可以僅包括機(jī)械開關(guān)。

本發(fā)明還包括一種鏈?zhǔn)胶哪苎b置的控制方法，