[發(fā)明專利]具備故障限流及斷路功能的復(fù)合型直流潮流控制器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010180341.7
• 申請(qǐng)日: 2020-03-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111371100A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許建中;李馨雨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/06
• 分類號(hào): H02J3/06;H02J3/36;H02H9/02;H02H7/26
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提供具備故障限流新型線間直流潮流控制器拓?fù)洹Ｔ撏負(fù)渲饕M成H橋的晶閘管、潮流控制部分及限流部分。通過(guò)對(duì)組成H橋的晶閘管的通斷控制，保證流入潮流控制部分及限流部分的線路電流方向均為從左至右。潮流控制與限流部分有重疊區(qū)域，二者共用電容支路。運(yùn)行在潮流控制模式下時(shí)，晶閘管T_1a～T_7a、T_1b～T_7b均關(guān)斷，快速機(jī)械開(kāi)關(guān)UFD₁～UFD₄，輔助開(kāi)關(guān)管V_1a、V_2a、V_1b、V_2b均開(kāi)通，對(duì)兩條線路進(jìn)行潮流控制，線路上的電容C₁₀、C₁₁、C₂₀、C₂₁會(huì)帶電壓。當(dāng)某一線路發(fā)生單極短路故障時(shí)，關(guān)閉潮流控制模式，利用線路電容所帶電壓控制相應(yīng)線路晶閘管的通斷，將電感L串入故障線路進(jìn)行限流。并與線路上的直流斷路器進(jìn)行配合，在斷路器切斷故障電流時(shí)，將電感L旁路，避免電感對(duì)故障電流衰減的抑制作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于輸配電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及具備故障限流新型線間直流潮流控制器拓?fù)洹?/p>

背景技術(shù)

柔性直流輸電技術(shù)由于其在遠(yuǎn)距離輸電、解決大規(guī)模可再生能源并網(wǎng)與消納問(wèn)題上的優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)得到迅速發(fā)展。基于柔性直流輸電的高壓直流電網(wǎng)(high voltagedirect current grid，HVDC Grid)是一門(mén)新型技術(shù)，它可以將可再生能源與傳統(tǒng)能源廣域互聯(lián)，充分實(shí)現(xiàn)多種能源形式、多時(shí)間尺度、大空間跨度之間的互補(bǔ)，是未來(lái)電網(wǎng)的重要發(fā)展方向之一。直流線路發(fā)生故障會(huì)對(duì)柔性直流電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成嚴(yán)重威脅。目前主要通過(guò)高壓直流斷路器進(jìn)行直流電網(wǎng)中直流故障的保護(hù)。

為了減小故障電流的上升率和峰值，降低直流斷路器的開(kāi)斷電流應(yīng)力和制造成本，常在直流線路中安裝故障限流器來(lái)配合斷路器的使用。直流故障限流器主要分為超導(dǎo)限流器^[6-7]和基于電力電子器件的限流器兩種^[8-14]。目前主要使用的是基于電力電子器件的限流器，又分為固態(tài)式和混合式兩種，其中混合式直流限流器結(jié)合了電力電子器件和機(jī)械開(kāi)關(guān)的優(yōu)勢(shì)。高壓直流電網(wǎng)在正常運(yùn)行時(shí)，常需要安裝潮流控制器對(duì)各線路電流進(jìn)行有效控制。線間直流潮流控制器利用兩條線路之間的能量交換對(duì)線路潮流進(jìn)行控制，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低。

目前直流電網(wǎng)的潮流控制和故障限流主要由兩種設(shè)備分別實(shí)現(xiàn)。文獻(xiàn)“TheTopology Research of Series-Parallel Multifunction Composite Controller forDC Power Distribution Network,”提出了一種串并聯(lián)多功能復(fù)合控制器，既能實(shí)現(xiàn)正常模式下的潮流控制和電壓補(bǔ)償，又能在故障模式下將電感投入線路進(jìn)行故障限流。文獻(xiàn)“直流電網(wǎng)潮流控制與短路控制復(fù)合裝置”將電感共用式線間潮流控制器與DCCB相結(jié)合，提出了一種具有直流潮流控制、故障限流及斷路功能的復(fù)合裝置，使用耦合電感進(jìn)行能量傳輸及故障限流，但該拓?fù)鋬H適用連接于同一個(gè)換流站的兩條線路。因此，對(duì)于具備直流潮流控制和故障限流功能的復(fù)合裝置的諸多理論和技術(shù)問(wèn)題，還需要深入的研究。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，在上述研究的基礎(chǔ)之上，本文提出一種具備故障限流功能的新型線間直流潮流控制器。在正常運(yùn)行狀態(tài)下，通過(guò)控制兩條線路上串聯(lián)的電容與電感之間的能量交換進(jìn)行潮流控制；在其中某一條線路發(fā)生單極接地故障時(shí)將電感串入故障線路進(jìn)行限流，并與高壓直流斷路器(DCCB)配合進(jìn)行故障電流的清除。