[發明專利]一種常規高壓直流系統用直流側可控儲能裝置及控制方法

在審

• 申請號: 202110863149.2
• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN113595114A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 劉澤洪;王紹武;黃勇;馬為民;張進;李明;張濤;趙崢;李探;田園園;鄭寬;熊凌飛;許冬;羅舒瀚;黃曹煒
• 申請（專利權）人: 國家電網有限公司;國網經濟技術研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/36
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 孫楠

1.一種常規高壓直流系統用直流側可控儲能裝置，其特征在于，包括：

若干串聯的子模塊；

每個所述子模塊都包括并聯的全橋子模塊和儲能子模塊；

通過控制所述全橋子模塊實現所述子模塊的投切，適應常規高壓直流輸電系統極性反轉的應用場景。

2.如權利要求1所述裝置，其特征在于，所述全橋子模塊包括：

第一橋臂，由第一、第二開關模塊串聯構成；所述第一橋臂的中點引出第一連接線；

第二橋臂，由第三、第四開關模塊串聯構成；所述第二橋臂與所述第一橋臂并聯，所述第二橋臂的中點引出第二連接線；

位于所述第一連接線與所述第二連接線之間并聯有旁路開關和轉折晶閘管；

第一直流電容，與所述第一橋臂和所述第二橋臂并聯。

3.如權利要求2所述裝置，其特征在于，所述第一至第四開關模塊均由開關管和與所述開關管反并聯的二極管構成。

4.如權利要求2所述裝置，其特征在于，所述儲能子模塊包括：

多個串聯的儲能元件；

所述多個串聯的儲能元件的一端經并聯的第一開關、第一電阻和第二開關連接至所述第一直流電容的一端；所述多個串聯的儲能元件的另一端與所述第一直流電容的另一端連接；所述第一電阻和所述第二開關串聯后與所述第一開關并聯。

5.如權利要求4所述裝置，其特征在于，所述第一開關、第一電阻和第二開關與所述第一直流電容的一端之間串聯有第一熔斷器；所述多個串聯的儲能元件的另一端與所述第一直流電容的另一端之間串聯有第二熔斷器。

6.一種常規高壓直流系統用直流側可控儲能控制方法，用于常規高壓直流輸電系統，其特征在于，所述控制方法基于如權利要求1至5任一項所述裝置實現，包括：

確定需投入的所述子模塊數量；

采用基于排序的剩余電能容量SOC均衡控制，確定投入/或切出的子模塊。

7.如權利要求6所述控制方法，其特征在于，所述采用基于排序的剩余電能容量SOC均衡控制，確定投入和/或切出的子模塊，包括：

所述第一開關模塊中的開關管和所述第四開關模塊中的開關管均加開通信號，所述第二開關模塊中的開關管和所述第三開關模塊中的開關管均加關斷信號；

通過所述開關管的導通、關斷將所述儲能子模塊進行充電或放電，使所述子模塊輸出電壓為所述儲能子模塊兩端正極性電壓，則為正投入。

8.如權利要求6所述控制方法，其特征在于，所述采用基于排序的剩余電能容量SOC均衡控制，確定投入和/或切出的子模塊，包括：

所述第二開關模塊中的開關管和所述第三開關模塊中的開關管均加開通信號，所述第一開關模塊中的開關管和所述第四開關模塊中的開關管均加關斷信號；

通過所述開關管的導通、關斷將所述儲能子模塊進行充電或放電，使所述子模塊輸出電壓為所述儲能子模塊兩端負極性電壓，則為負投入。

9.如權利要求6所述控制方法，其特征在于，所述采用基于排序的剩余電能容量SOC均衡控制，確定投入和/或切出的子模塊，包括：

所述第一開關模塊中的開關管和所述第二開關模塊中的開關管均加開通信號，所述第三開關模塊中的開關管和所述第四開關模塊中的開關管均加關斷信號；

或：所述第三開關模塊中的開關管和所述第四開關模塊中的開關管均加開通信號，所述第一開關模塊中的開關管和所述第二開關模塊中的開關管均加關斷信號；

通過所述開關管的導通、關斷將所述儲能子模塊被旁路，使所述子模塊輸出電壓為零，則為切除。

10.如權利要求6所述控制方法，其特征在于，所述采用基于排序的剩余電能容量SOC均衡控制，確定投入和/或切出的子模塊，包括：

所述第一開關模塊中的開關管、所述第二開關模塊中的開關管、所述第三開關模塊中的開關管和所述第四開關模塊中的開關管均加關斷信號；

當所述第一開關模塊中的二極管和所述第四開關模塊中的二極管導通時，所述子模塊輸出電壓為所述儲能子模塊兩端正極性電壓；

當所述第二開關模塊中的二極管和所述第三開關模塊中的二極管導通時，所述子模塊輸出電壓為所述儲能子模塊兩端負極性電壓；

此時為閉鎖。