CN106329529A - 一种并联型交直流配电系统 - Google Patents

一种并联型交直流配电系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种并联型交直流配电系统，包括：与发电机组的交流出线端连接的整流器，用于将发电机组输出的交流电转换为直流电输送至直流母线，与直流母线连接的主逆变器，用于将直流电转换为交流电输送至交流母线，与整流器连接的从逆变器，用于将从逆变器输出的直流电转换为交流电直接传输至输电线路，设置于发电机组的交流出线端与输电线路之间的第一开关，设置于交流母线与输电线路之间的第二开关。由此可见，该系统可以通过交整流器，在其调节能力范围内对发电机组出线处的潮流进行更好的控制，从而增强了发电厂机组运行的稳定性。另外，主逆变器和从逆变器互为冗余，提高了输电系统的稳定性。

Description

一种并联型交直流配电系统
技术领域
本发明涉及电力技术领域，特别是涉及一种并联型交直流配电系统。
背景技术
电力系统主要由发电、输电、变电、配电及用电五个部分组成，其中发电厂和变电站的安全、经济运行对整个电力系统的稳定运行起着至关重要的作用。因此，发电厂或变电站电气配电系统的合理设计对电网安全、经济运行起着重要的作用，它主要是由电气设备通过连接线，按照其功能要求组成接收和分配电能的电路，与电厂或变电站的功能参数、基本原始资料以及运行可靠性、经济性的要求等密切相关，并对电器选择和布置、继电保护和控制方式等都有较大的影响。因此，配电系统的设计显得尤为重要。
目前发电厂或变电站一般采用是双母线接线或者双母线分段接线等形式图1为现有技术中采用双母线接线系统的结构图。双母线接线方式中的两条母线(母线10和母线11)均为交流母线，由发电机组14输出电能。母线10和母线11平常可独立一条或两条并联运行。在母线电压保持恒定的情况下，连接于交流母线上的任一线路(线路12或线路13)传输功率大小取决于线路和负荷阻抗之总和。这种由线路和负荷阻抗决定的潮流称为自然潮流。在自然潮流的运行情况下，线路或出线传输的功率是不能人为控制的，从而使母线分配和控制出线传输功率的灵活性受到了极大的限制。
由此可见，在输电线路中如何灵活控制发电机组出线处的传输功率是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种并联型交直流配电系统，用于在输电线路中如何灵活控制发电机组出线处的传输功率。
为解决上述技术问题，本发明提供一种并联型交直流配电系统，包括：
与发电机组的交流出线端连接的整流器，用于将所述发电机组输出的交流电转换为直流电输送至直流母线，
与所述直流母线连接的主逆变器，用于将所述直流电转换为交流电输送至交流母线，
与所述整流器连接的从逆变器，用于将所述从逆变器输出的直流电转换为交流电直接传输至输电线路，
设置于所述发电机组的交流出线端与所述输电线路之间的第一开关，
设置于所述交流母线与所述输电线路之间的第二开关。
优选地，所述发电机组的个数大于或等于2，所述整流器的个数与所述发电机组的个数相同，且与所述发电机组一一对应连接。
优选地，所述输电线路的个数大于或等于2，所述从逆变器的个数、所述整流器的个数、所述第一开关的个数，所述第二开关的个数均与所述输电线路的个数相同，且与所述输电线路一一对应。
优选地，所述主逆变器和所述从逆变器均为正弦波逆变器。
优选地，所述主逆变器和所述从逆变器均为全桥逆变器。
优选地，所述整流器为晶闸管整流器。
优选地，所述整流器为全桥整流器。
优选地，所述第一开关为交流断路器。
优选地，所述第二开关为交流断路器。
本发明所提供的并联型交直流配电系统，可以通过交整流器，在其调节能力范围内对发电机组出线处的潮流进行更好的控制，经整流器操作后，可以使发电机组出力在定功率或者定电流下运行，增强了发电厂出线母线处节点处的潮流调控，从而增强了发电厂机组运行的稳定性。另外，通过增加主逆变器可以防止从逆变器出现故障时，对应的输电线路不能正常工作的问题，主逆变器和从逆变器互为冗余，提高了输电系统的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中采用双母线接线系统的结构图；
图2为本发明实施例提供的一种并联型交直流配电系统的电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。
本发明的核心是提供一种并联型交直流配电系统。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图2为本发明实施例提供的一种并联型交直流配电系统的电路图。如图2所示，并联型交直流配电系统，包括：
与发电机组1的交流出线端连接的整流器3，用于将发电机组1输出的交流电转换为直流电输送至直流母线4，
与直流母线4连接的主逆变器9，用于将直流电转换为交流电输送至交流母线6，
与整流器3连接的从逆变器5，用于将从逆变器5输出的直流电转换为交流电直接传输至输电线路10，
设置于发电机组1的交流出线端与输电线路10之间的第一开关7，
设置于交流母线6与输电线路10之间的第二开关8。
在发电厂原有的双母线接线形式上引进整流器3和逆变器5，形成一条直流母线4和一条交流母线6并列运行的电气接线方式。发电机组1的交流出线端连接整流器3，使发电机组1的交流出线端经过整流器3换流得到直流电，所有发电机组1均经过整流器3连接至直流母线4上，形成发电机组1在直流母线并联运行的结构。直流母线4与交流母线6之间安装主逆变器9，将直流电转换成交流电，形成交流母线与直流母线互为备用的结构。可以理解的是，主逆变器9的数量可以是一个或多个。
各个输电线路10的所有交流线路均经过主逆变器9和从逆变器5连接至直流母线4，利用逆变器换流获得可控的交流功率。
输电线路10的交流线路获得交流功率有三种方式：
所有交流线路均可经过第二开关8与交流母线6相连接，获得可控的交流功率；
所有交流线路均可经过第一开关7与相应的发电机组1出口处相连接，直接从发电机组1获得不可控的交流功率；
所有交流线路均可经过各自的从逆变器5与直流母线6相连接，利用从逆变器5获得可控的交流功率。
作为优选的实施方式，主逆变器9和从逆变器5均为正弦波逆变器。可以理解的是，主逆变器9和从逆变器5的参数，例如功率参数可以相同，也可以不同。如果有多个从逆变器5，则从逆变器5的功率参数可以相同，也可以不同，同样的，如果有多个主逆变器9，则主逆变器9的功率参数可以相同，也可以不同。
作为优选的实施方式，主逆变器9和从逆变器5均为全桥逆变器。
可以理解的是，主逆变器9除了是全桥逆变器外还可以是半桥逆变器，这里只是一种具体的实施方式。另外，主逆变器9和从逆变器5的类型可以相同，例如均为全桥逆变器，也可以不同，例如主逆变器9为全桥逆变器，从逆变器5为半桥逆变器，或者主逆变器9为半桥逆变器，从逆变器5为全桥逆变器。
作为优选的实施方式，整流器3为晶闸管整流器。可以理解的是，整流器3可以为多种类型例如，除了晶闸管整流器外，还可以是二极管整流器。但是考虑到实际应用场合，本发明中采用晶闸管整流器。
作为优选的实施方式，整流器3为全桥整流器。可以理解的是，整流器3可以为多种类型例如，除了桥式整流器中的全桥整流器外，还可以是半桥整流器。
作为优选的实施方式，第一开关7为交流断路器。可以理解的是，第一开关7的作用是实现电信号的通断，因此，第一开关7的形式有很多种，并不局限于交流断路器这一种实现方式。
作为优选的实施方式，第二开关8为交流断路器。可以理解的是，第一开关8的作用是实现电信号的通断，因此，第二开关8的形式有很多种，并不局限于交流断路器这一种实现方式。
本实施例提供的并联型交直流配电系统，可以通过交整流器，在其调节能力范围内对发电机组出线处的潮流进行更好的控制，经整流器操作后，可以使发电机组出力在定功率或者定电流下运行，增强了发电厂出线母线处节点处的潮流调控，从而增强了发电厂机组运行的稳定性。另外，通过增加主逆变器可以防止从逆变器出现故障时，对应的输电线路不能正常工作的问题，主逆变器和从逆变器互为冗余，提高了输电系统的稳定性。
作为优选的，发电机组1的个数大于或等于2，整流器3的个数与发电机组1的个数相同，且与发电机组一一对应连接。
输电线路10的个数大于或等于2，从逆变器5的个数、整流器3的个数、第一开关7的个数，第二开关8的个数均与输电线路10的个数相同，且与输电线路10一一对应。
如图1所示，发电机组1的个数超过了3个，且每个输电电路都有其对应的从逆变器5。可以理解的是，输电线路的个数是根据实际情况设定的、发电机组的个数可以为1个，也可以为多个，可以和输电线路的个数不相同。但是输电线路要与从逆变器的个数相同，这样才能实现可控的交流功率。各个输电线路对于从逆变器来说是相互独立的。
以上对本发明所提供的并联型交直流配电系统进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

Claims (9)

1.一种并联型交直流配电系统，其特征在于，包括：
与发电机组的交流出线端连接的整流器，用于将所述发电机组输出的交流电转换为直流电输送至直流母线，
与所述直流母线连接的主逆变器，用于将所述直流电转换为交流电输送至交流母线，
与所述整流器连接的从逆变器，用于将所述从逆变器输出的直流电转换为交流电直接传输至输电线路，
设置于所述发电机组的交流出线端与所述输电线路之间的第一开关，
设置于所述交流母线与所述输电线路之间的第二开关。
2.根据权利要求1所述的并联型交直流配电系统，其特征在于，所述发电机组的个数大于或等于2，所述整流器的个数与所述发电机组的个数相同，且与所述发电机组一一对应连接。
3.根据权利要求2所述的并联型交直流配电系统，其特征在于，所述输电线路的个数大于或等于2，所述从逆变器的个数、所述整流器的个数、所述第一开关的个数，所述第二开关的个数均与所述输电线路的个数相同，且与所述输电线路一一对应。
4.根据权利要求1所述的并联型交直流配电系统，其特征在于，所述主逆变器和所述从逆变器均为正弦波逆变器。
5.根据权利要求1所述的并联型交直流配电系统，其特征在于，所述主逆变器和所述从逆变器均为全桥逆变器。
6.根据权利要求1所述的并联型交直流配电系统，其特征在于，所述整流器为晶闸管整流器。
7.根据权利要求1所述的并联型交直流配电系统，其特征在于，所述整流器为全桥整流器。
8.根据权利要求1所述的并联型交直流配电系统，其特征在于，所述第一开关为交流断路器。
9.根据权利要求1所述的并联型交直流配电系统，其特征在于，所述第二开关为交流断路器。
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