[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

本發明涉及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，裝置包括：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。控制方法基于裝置實現，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。本發明能有效平抑新能源并網的波動性，降低送端故障對受端電網的功率沖擊。本發明可以廣泛在電力系統儲能技術領域中應用。

技術領域

本發明涉及一種電力系統儲能技術領域，特別是關于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。

背景技術

為加強常規高壓直流輸電系統的有功功率調節能力，充分發揮常規高壓直流輸電系統參與電網支撐的作用，常規高壓直流輸電系統用儲能裝置具有重要的研究意義和廣泛的應用前景。

常規高壓直流輸電系統用直流側儲能裝置的主要具有以下兩點作用：(1)在含高比例新能源的電力系統中，將直流側儲能裝置應用于常規高壓直流輸電系統，可有效平抑新能源固有的波動特性對電力系統的不利影響。(2)通過將直流側儲能裝置應用于常規高壓直流輸電系統可降低故障對電網造成的功率沖擊，提高電力系統的穩定性和安全性。

因此，如何設計常規高壓直流輸電系統用直流側分布式獨立可控儲能裝置成為目前亟需解決的技術問題，以充分發揮儲能技術在常規高壓直流輸電領域的作用。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供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，其能有效平抑新能源并網的波動性，降低送端故障對受端電網的功率沖擊。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種常規高壓直流系統用直流側可控儲能裝置，其包括：

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。

優選的，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。

優選的，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。

優選的，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。

優選的，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。

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，所述控制方法基于上述裝置實現，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。