[發(fā)明專利]一種直流耗能裝置閥模塊

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911414715.0
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111262265A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王治翔;高沖;李云鵬;周建輝;張曉龍;王成昊;喬麗
• 申請（專利權(quán)）人: 全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/24
• 代理公司: 北京安博達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發(fā)明提供了一種直流耗能裝置閥模塊，包括：矩形架和設(shè)于所述矩形架一側(cè)的串聯(lián)子模塊；所述子模塊包括串聯(lián)的電氣模塊；本發(fā)明提供的直流耗能裝置閥模塊電氣連接，結(jié)構(gòu)易裝配、易維護。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種直流耗能裝置閥模塊。

背景技術(shù)

直流輸電線路能夠高效便捷地把大量電能從能源基地傳輸?shù)截摵芍行?，對于運行中直流輸電工程來說，對于運行中直流輸電工程來說，受端消納的電能與送端發(fā)出的電能相平衡，送端的電網(wǎng)的電壓和工作頻率維持恒定。當受端電力系統(tǒng)發(fā)生擾動或故障，無法消納送端送出的電能時，送端電網(wǎng)的電壓和頻率將發(fā)生擾動，可以通過快速調(diào)節(jié)發(fā)電機的出力來減少這種擾動；若送端的電源是火力發(fā)電機或水力發(fā)電機，發(fā)電機的出力可以調(diào)節(jié)，但是調(diào)節(jié)過程需要一定的時延，無法做到即時響應(yīng)，電網(wǎng)的電壓和頻率仍會出現(xiàn)擾動；若送端電源是風(fēng)力發(fā)電機組，由于自然界的風(fēng)力無法控制，無法根據(jù)運行需要調(diào)節(jié)風(fēng)力發(fā)電機組的出力，送端電網(wǎng)的電壓和頻率將出現(xiàn)嚴重擾動，嚴重時可能造成發(fā)電機組解裂，引起嚴重電網(wǎng)事故。

特高壓直流輸電技術(shù)的發(fā)展使直流輸電的輸電容量提升至8000～12000MW，送端電網(wǎng)傳統(tǒng)火力和水力發(fā)電機裝機容量隨之水漲船高，發(fā)電機出力的快速調(diào)節(jié)日趨困難，風(fēng)、光、水、火電打捆外送更加重了這種困難；柔性直流輸電技術(shù)的發(fā)展使得風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)規(guī)模的日益擴大，受端電網(wǎng)故障引起送受端功率不匹配而導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機組解裂的風(fēng)險日益增大。

目前直流耗能裝置拓撲主要分為三種：1、集中電阻方式；2、分散電阻方式；3、混合電阻方式。其中，集中電阻方式電容容量較大，閥體占地面積大，成本較高；分散電阻方式每個模塊中電阻較大，閥體占地面積大?；旌鲜诫娮璺绞脚c其余兩種拓撲相比成本較低、占地面積小，直流耗能裝置閥模塊是根據(jù)混合電阻方式的拓撲設(shè)計。其拓撲如圖17所示，元器件數(shù)量多，電氣連接復(fù)雜。

電氣子模塊的5個半導(dǎo)體元器件都需要較大壓裝力滿足其電氣性能，傳統(tǒng)的元器件壓裝都采用大組件壓裝，單元內(nèi)元器件間連接線難度大，這對模塊的裝配和維護帶來很大困難。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足，本發(fā)明提供一種直流耗能裝置閥模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計，以3個子單元為獨立個體進行設(shè)計，安裝、維護以壓裝組件為單位，提高了結(jié)構(gòu)的易裝配、易維護性。

本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供了一種直流耗能裝置閥模塊，包括：矩形架(1)和設(shè)于所述矩形架(1)一側(cè)的串聯(lián)子模塊(2)；

所述子模塊(2)包括：串聯(lián)的電氣模塊。

優(yōu)選的，所述矩形架(1)的兩側(cè)為絕緣梁(11)，所述矩形架(1)的兩端和中間為金屬梁(12)。

優(yōu)選的，所述子模塊(2)和所述矩形架(1)的絕緣梁(11)通過子模塊安裝件(3)連接。

優(yōu)選的，相鄰的所述子模塊(2)間通過子模塊連接件(4)連接；

所述子模塊(2)與所述矩形架(1)的金屬梁(12)通過所述金屬梁連接件(5)連接。

優(yōu)選的，所述電氣模塊由串聯(lián)的電路子單元組成。

優(yōu)選的，所述電路子單元包括：第一二極管(221)、第二二極管(222)、第三二極管(223)、第一IGBT(231)、第二IGBT(232)、第一電阻(24)、第二電阻(27)和電容(21)；

所述第一IGBT(231)的集電極與所述第一二極管(221)的正極連接；

所述第一二極管(221)的負極經(jīng)過所述電容(21)與所述第一IGBT(231)的發(fā)射極連接，經(jīng)過第一電阻(24)與所述第二IGBT(232)的集電極連接；

所述第二二極管(222)并聯(lián)于所述第一電阻(24)兩端；