[發明專利]用于控制網格網絡中電流的分布的功率通量控制設備

有效

• 申請號: 201880047696.X
• 申請日: 2018-07-13
• 公開（公告）號: CN110915089B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 塞勒·圖雷;弗洛朗·莫雷爾;塞爾日·普蘭
• 申請（專利權）人: 超級電力研究所;里昂中央理工學院
• 主分類號: H02J1/10
• 分類號: H02J1/10;H02J1/14;H02J3/36;H02J4/00
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 謝攀;劉繼富

本發明涉及一種旨在用于網格網絡中的功率通量控制設備，所述設備包括：?連接在其第一端子(B1)與其第三端子(B3)之間的第一電壓源；?連接在其第二端子(B2)與其第三端子(B3)之間的第二電壓源；?交替地連接到所述第一電壓源和所述第二電壓源的且配置為確保所述第一電壓源與所述第二電壓源之間的能量轉移的電流源；?設置為允許所述電流源交替地與所述第一電壓源并聯或與所述第二電壓源并聯連接的開關裝置。

技術領域

本發明涉及一種旨在用于網格網絡中的功率通量控制設備。本發明的設備尤其可用于高壓直流電網格網絡中。

背景技術

網絡是旨在將設備(或終端)彼此連接以使得它們交換能量的架空線路或纜線(以下稱為“連接線”)的集合。在直流電網絡中，提供或消耗能量的設備一般是稱為“轉換站”的電力電子轉換器。

如果網絡是網格的，電流對于從一個轉換站到另一個具有數條可行路徑。連接線中的電流根據連接線的特征(對于直流電網絡，該特征是連接線的阻抗)分布。

圖1示出設有單個網格的網格網絡。該網絡由此包括各自處于確定電壓的三個節點和三條連接線：將第一節點連接到第二節點的第一連接線、將第一節點連接到第三節點的第二連接線、和將第二節點連接到第三節點的第三連接線。

例如，在圖1所示的網絡上，三個電壓V_a、V_b、V_c表示由轉換站施加的電壓。三個阻抗R1、R2、R3表示連接線的阻抗。

每個轉換站能夠向網絡注入或從網絡提取功率。在該配置中，每條連接線中的電流(I₁、I₂、I₃)不受轉換站控制。實際上，每個轉換站在其所連接的節點處將確定的電壓施加給網絡。盡管每個轉換站中的電流小于其最大電流，但仍可能會達到一種操作點，在該操作點，一條連接線被大于其最大電流的電流穿過而網絡中其它連接線(可用于轉移能量)處于欠載。

在如圖1所示的架構中，在轉換站B和C給網絡提供能量且轉換站A接收能量的情況下，電流對于從站B到站A具有兩條可行路徑：

-電流可直接經過第一連接線11，或者

-電流可經過兩條連接線13和12。

其路徑將尤其根據連接線的阻抗和由網絡的轉換站施加的電壓的數值確定。

已經在現有技術中提出用于確保網格網絡的連接線中的更佳分布的解決方案。

在專利申請WO2012/037957A1中說明的解決方案在于插入電力電子轉換器以改變連接線的端部處的電壓。

其它解決方案在于插入與連接線串聯的電壓源，如圖2中示意性所示。對該電壓的調節允許改變網絡中電流的分布。為此，在專利申請WO2010/115452A1、WO2013/013858A1中已經說明了不同的架構。

在申請EP3007301A1和EP3007300A1中還說明了添加與兩條交替的連接線串聯連接的電壓源的轉換器。然而，該類型的結構具有以下限制：電流(在這些文獻中的I_IN1和I_IN2)必須具有相同的正負號(I_C交替地等于I_IN1和-I_IN2)，該結構在多于兩條的連接線連接到第三連接線(I_OUT)并在操作情況下產生更多的諧波的情況下是不可延展的。

在圖3中示意性地示出的且在專利申請WO2013/178807A1中描述的另一解決方案在于插入各自與單獨的連接線串聯的兩個電壓源V_X1、V_X2，和與轉換站串聯的電壓源V_X0。在該圖中，雙箭頭指示源之間的能量交換能力。

該類型解決方案具有三個自由度，而系統僅需滿足兩個限制條件：