[發明專利]一種直流線路潮流控制器及控制方法

在審

• 申請號: 202010595020.3
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111799797A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 曹遠志;楊波;盧俊峰;姚良忠
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司;國網浙江省電力有限公司
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06;H02J3/36;H02H7/26
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明涉及一種直流線路潮流控制器及控制方法，包括：潮流調節單元、阻斷單元、第一控制單元和第二控制單元，所述潮流調節單元與阻斷單元串聯；所述第一控制單元，用于根據直流線路的電壓和電流生成所述潮流調節單元的控制信號，并利用所述控制信號控制所述潮流調節單元導通或關斷；所述第二控制單元，用于根據直流線路的電流導通或關斷所述阻斷單元；本發明融合集成了直流線路潮流控制和直流故障阻斷兩個功能，提高了直流輸電系統控制靈活性和可靠性。

技術領域

本發明涉及直流變換器技術領域，具體涉及一種直流線路潮流控制器及控制方法。

背景技術

直流輸電技術具備單位造價和損耗低、傳輸容量高、線路占地面積小等優勢，特別適用于超大規模超遠距離電能輸送。直流電網是未來智能電網形態的發展趨勢之一，能夠實現多種類型可再生能源供需廣域平衡與互聯互通、規模化可再生能源并網與送出，增加系統可靠性和靈活性，減少系統備用容量，減小電網構建成本,將給能源的高效利用帶來革命性的變化。

直流電網中兩個換流站之間可能存在多條輸電線路，線路潮流將根據換流站端口電壓及線路電阻進行自然分配，存在線路潮流的控制自由度不足的問題。在直流電網環形拓撲中，系統的潮流分布由各節點電壓和功率以及線路阻抗依據歐姆定律決定，如果任由潮流自然分布而不對其加以控制，可能引起某條線路傳輸的功率超過其額定的功率容量，從而引起該條線路過負荷。由于不存在交流電網的無功功率、電抗和相角等控制變量，所以在直流電網中只能通過改變輸電線路等效電阻或串聯直流電壓達到對潮流的有效控制。

現有技術中常通過附加潮流控制器解決直流電網中潮流控制自由度不足問題，但現有潮流控制器未融合集成直流故障，無法識別直流線路的故障并進行阻斷。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種直流線路潮流控制器，實現直流線路潮流控制和直流故障識別阻斷的融合集成，以解決現有技術的不足。

本發明的目的是采用下述技術方案實現的：

本發明提供一種直流線路潮流控制器，其改進之處在于，所述直流線路潮流控制器包括：潮流調節單元、阻斷單元、第一控制單元和第二控制單元，所述潮流調節單元與阻斷單元串聯；

所述第一控制單元，用于根據直流線路的電壓和電流生成所述潮流調節單元的控制信號，并利用所述控制信號控制所述潮流調節單元導通或關斷；

所述第二控制單元，用于根據直流線路的電流導通或關斷所述阻斷單元。

優選的，所述潮流調節單元由N個潮流調節模塊串聯組成；所述阻斷單元由M個阻斷模塊串聯組成。

進一步的，按下式確定所述潮流調節模塊的數量N：

式中，A為潮流調節幅度，U_L為直流線路的電壓，U_c為潮流調節模塊的穩態電壓；

按下式所述阻斷模塊的數量M：

式中，U_z為單個阻斷模塊的穩態電壓。

進一步的，所述潮流調節模塊，包括：第一全控型功率器件、第二全控型功率器件、第一二極管、第二二極管、第三全控型功率器件、第四全控型功率器件、第三二極管、第四二極管和第一電容；

所述第一全控型功率器件的發射極與所述第二全控型功率器件的集電極連接；

所述第一二極管的陽極與所述第一全控型功率器件的發射極連接，所述第一二極管的陰極與所述第一全控型功率器件的集電極連接；

所述第二二極管的陽極與所述第二全控型功率器件的發射極連接，所述第二二極管的陰極與所述第二全控型功率器件的集電極連接；