[發明專利]一種交直流供電配置結構及柔性變電站

有效

• 申請號: 202010595600.2
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111711219B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 宋潔瑩;楊士慧;于建成;陸振綱;尉志勇;霍現旭;趙國亮;劉海軍;慕小斌
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網研究院有限公司;國家電網有限公司;國網天津市電力公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J9/06;H02J3/32;H02J13/00;H02J3/38
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 劉靜

本發明公開了一種交直流供電配置結構及柔性變電站，交直流供電配置結構中的一體化多端口換流器及整流器將外接電源轉換為多種電壓幅值的直流電壓源，提高了外接電源供電的多樣性；交直流供電配置結構與多種外接電源連接，當某種外接電源故障時，通過控制開關模塊的開斷，使得正常運行外接電源為該支路供電，保證電源供電的不間斷；柔性變電站的協調控制與能量管理系統采集交直流供電配置結構運行狀態、電網運行狀態、數據中心及其局域網負荷、功能站信息，電網調度系統根據協調控制與能量管理系統采集的信息，及時調整交直流供電配置結構、功能站運行狀態，通過調整數據中心及其局域網負荷大小，以達到電網優化控制。

技術領域

本發明涉及交直流配電技術領域，具體涉及一種交直流供電配置結構及柔性變電站。

背景技術

柔性變電站技術作為電力電子技術與變電站技術相結合的新一代交直流配電網技術，對于提高我國數據中心供電方式的可靠性、供電品質和靈活性具有重要意義。傳統交流不間斷電源供電方式經過多級交直流變換環節，供電效率低于85％，使得轉換環節中的能量損耗過高，降低了數據中心供電效率，并且其不能靈活應對電網故障等問題，同時傳統的面向數據中心的變電站已經不足以適應數據中心規模的擴大和集中部署。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術對數據中心常規供電技術靈活性差的缺陷，從而提供一種交直流供電配置結構及柔性變電站。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

第一方面，本發明實施例提供一種交直流供電配置結構，交直流供電配置結構包括：至少一臺一體化多端口換流器、至少一個整流器、至少兩段直流母線、至少一個開關模塊，其中，一體化多端口換流器輸入端與第一外接交流電源及外接直流電源連接，用于將第一外接交流電源轉換成多種具有不同電壓幅值的直流電源，將外接直流電源轉換成多種具有不同電壓幅值的直流電源；整流器輸入端與第二外接交流電源連接，用于將第二外接交流電源轉換成多種具有不同電壓幅值的直流電源；直流母線用于將直流電源分別與對應的功能站連接，直流電源的電壓與其對應的功能站的供電電壓相匹配；一體化多端口換流器的輸入端與整流器的輸入端通過開關模塊連接，用于控制第一外接交流電源和/或第二外接交流電源作為電能接入一體化多端口換流器和/或整流器。

在一實施例中，一體化多端口換流器包括：至少一個輸出級雙向功率模塊、至少一個輸出級單向功率模塊、至少一個變壓器及至少一個輸入級雙向功率模塊，其中，一個輸入級雙向功率模塊的輸入端與第一外接交流電源對應相連接，其輸出端與一個變壓器原邊繞組對應相連接；或，多個輸入級雙向功率模塊通過串聯連接后，輸出端與一個變壓器原邊繞組對應相連接，輸入端與第一外接交流電源對應相連接；每個變壓器副邊繞組與一個輸出級雙向功率模塊及一個輸出級單向功率模塊并聯連接；或，每個變壓器副邊繞組與一個輸出級雙向功率模塊并聯連接，同時變壓器副邊繞組的一端及其引出的抽頭均與一個輸出級單向功率模塊并聯連接；輸入級雙向功率模塊用于將第一外接交流電源對應相的交流電壓轉換成具有預設頻率的交流電壓；變壓器用于將輸入級雙向功率模塊與輸出級雙向功率模塊及輸出級單向功率模塊進行隔離；輸出級雙向功率模塊用于將其輸入端電壓轉換為對應的直流電源，輸出級單向功率模塊用于將其輸入端電壓轉換為對應的直流電源。

在一實施例中，一體化多端口換流器還包括：直流換流器，其輸入端與外接直流電源連接，用于將外接直流電源轉換成多種具有不同電壓幅值的直流電源。

在一實施例中，一體化多端口換流器還包括：至少一個交流輸入端口，用于將第一外接交流電源與輸入級雙向功率模塊連接；至少一個直流輸入端口，用于將外接直流電源與直流換流器連接；至少一個直流輸出端口，用于將直流電源與直流母線連接。