CN204578093U - 换流器并入柔性直流配电网的电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种换流器并入柔性直流配电网的电路，包括：正极运行电流通道、正极充电电流通道、正极控制器、负极运行电流通道、负极充电电流通道、负极控制器；所述正极运行电流通道的一端经电容的正极与换流器正极母线相连，另一端经所述正极控制器与正极直流汇流母线相连，所述负极运行电流通道的一端经电容的负极与换流器负极母线相连，另一端经所述负极控制器与负极直流汇流母线相连；所述正极充电电流通道并联在所述正极运行电流通道的两端，所述负极充电电流通道并联在所述负极运行电流通道的两端。利用限流电阻限制了换流器并入柔性直流电网的充电电流，避免了因电流过大而引起的换流器闭锁问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及电网管理技术领域，特别是涉及一种换流器并入柔性直流配电网的电路。
背景技术
目前，传统的交流配电网面临分布式电源接入、潮流均衡控制复杂化的挑战。常见的分布式电源主要有光伏电池、燃料电池、风力机和燃气轮机等，光伏发电和燃料电池发电是以直流形式产生电能，通常需要经过DC(DirectCurrent，直流)-DC和DC-AC(Alternating Current，交流)两级变换才能并入传统的交流配电网；而风力机和燃气轮机虽然是以交流形式产生电能，但都不是恒定的50Hz，因此也需要经过AC-DC和DC-AC两级变换才能并入交流配电网。这不仅增加了技术难度，还增加诸多交直流变换设备的投资，也给系统可靠性造成影响。而如果采用如图1所示的直流配电网，不仅可以省略上述的DC-AC变流环节，减少投资成本和损耗，而且控制技术也相对简单，也便于给直接使用直流电的设备供电。
柔性直流配电网必须能够实现换流器灵活的并入或退出整个配电系统，目前与直流配电网母线相连的换流器直流侧通常并联一个电容起稳定直流电压的作用，然而在待并网的换流器并入柔性直流配电网的过程中，若充电电流过大，则会引起换流器的闭锁，从而影响到整个柔性直流配网系统的稳定性和可靠性。
实用新型内容
基于此，有必要针对换流器并入柔性直流电网过程中因电流过大而引起的换流器闭锁的问题，提供一种换流器并入柔性直流配电网的电路。
一种换流器并入柔性直流配电网的电路，包括：正极运行电流通道、正极充电电流通道、正极控制器、负极运行电流通道、负极充电电流通道及负极控制器；
所述正极运行电流通道的一端经电容的正极与换流器正极母线相连，另一端经所述正极控制器与正极直流汇流母线相连，所述负极运行电流通道的一端经电容的负极与换流器负极母线相连，另一端经所述负极控制器与负极直流汇流母线相连；
所述正极充电电流通道并联在所述正极运行电流通道的两端，所述负极充电电流通道并联在所述负极运行电流通道的两端；
所述正极运行电流通道包括第一直流隔离刀闸，所述正极充电电流通道包括第一限流电阻，所述正极控制器包括第一直流断路器；
所述负极运行电流通道包括第二直流隔离刀闸，所述负极充电电流通道包括第二限流电阻，所述负极控制器包括第二直流断路器。
在上述方案中，当待并网的换流器并入柔性直流配电网时，利用正极充电电流通道和负极充电电流通道中的限流电阻限制了换流器并入柔性直流电网的充电电流，避免了因充电电流过大而引起的换流器闭锁问题。同时在限流电阻两端并联直流隔离刀闸，当整个柔性直流配网系统稳定运行时，闭合直流隔离刀闸将限流电阻旁路，从而避免了额外的损耗，实现了换流器无扰并入柔性直流配电网。上述方案中提供的换流器并入柔性直流配电网的电路具有操作可靠、实现简单、性能优异的特点，可广泛应用于柔性直流配电网系统的实际工程中。
在其中一个实施例中，所述正极控制器还包括第三直流隔离刀闸，所述第三直流隔离刀闸与所述第一直流断路器串联。
在其中一个实施例中，所述负极控制器还包括第四直流隔离刀闸，所述第四直流隔离刀闸与所述第二直流断路器串联。
在其中一个实施例中，所述正极充电电流通道还包括第五直流隔离刀闸，所述第五直流隔离刀闸与所述第一限流电阻串联。
在其中一个实施例中，所述正极充电电流通道还包括第六直流隔离刀闸，所述第五直流隔离刀闸和所述的第六直流隔离刀闸分别串联在第一限流电阻的两侧。
在其中一个实施例中，所述负极充电电流通道还包括第七直流隔离刀闸，所述第七直流隔离刀闸与所述第二限流电阻串联。
在其中一个实施例中，所述负极充电电流通道还包括第八直流隔离刀闸，所述第七直流隔离刀闸和所述的第八直流隔离刀闸分别串联在第二限流电阻的两侧。
在正极充电电流通道和负极充电电流通道中，将直流隔离刀闸与限流电阻串联是为了方便检修限流电阻，保证整个柔性直流配电网系统运行的的稳定性和可靠性。
附图说明
图1为本实用新型柔性直流配电系统一种实施例的结构框图；
图2为本实用新型换流器并入柔性直流配电网的一种实施例的电路结构示意图；
图3为本实用新型换流器并入柔性直流配电网的一种实施例的电路结构示意图；
图4为本实用新型换流器并入柔性直流配电网的一种实施例的电路结构示意图；
图5为采用本实用新型的电路将换流器并入柔性直流配电网系统的一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。
请参阅图2和图3，其为本实用新型换流器并入柔性直流配电网的一种实施例的电路结构示意图。
一种换流器并入柔性直流配电网的电路120，包括：正极运行电流通道、正极充电电流通道、正极控制器、负极运行电流通道、负极充电电流通道及负极控制器；
所述正极运行电流通道的一端经电容C的正极与换流器正极母线110相连，另一端经所述正极控制器与正极直流汇流母线130相连，所述负极运行电流通道的一端经电容C的负极与换流器负极母线140相连，另一端经所述负极控制器与负极直流汇流母线150相连。
所述正极充电电流通道并联在所述正极运行电流通道的两端，所述负极充电电流通道并联在所述负极运行电流通道的两端；
所述正极运行电流通道包括第一直流隔离刀闸S1，所述正极充电电流通道包括第一限流电阻R1，所述正极控制器包括第一直流断路器Q1；
所述负极运行电流通道包括第二直流隔离刀闸S2，所述负极充电电流通道包括第二限流电阻R2，所述负极控制器包括第二直流断路器Q2。
在上述方案中，当待并网的换流器并入柔性直流配电网时，利用正极充电电流通道和负极充电电流通道中的限流电阻限制了换流器并入柔性直流电网的充电电流，避免了因充电电流过大而引起的换流器闭锁问题。同时在限流电阻两端并联直流隔离刀闸，当整个柔性直流配网系统稳定运行时，闭合直流隔离刀闸将限流电阻旁路，从而避免了额外的损耗，实现了换流器无扰并入柔性直流配电网。上述方案中提供的换流器并入柔性直流配电网的电路具有操作可靠、实现简单、性能优异的特点，可广泛应用于柔性直流配电网系统的实际工程中。
请参阅图4，其为本实用新型换流器并入柔性直流配电网的电路一个实施例的结构示意图。
在一个优选的实施例中，所述正极控制器还包括第三直流隔离刀闸S3，所述第三直流隔离刀闸S3与所述第一直流断路器Q1串联。
在一个优选的实施例中，所述负极控制器还包括第四直流隔离刀闸S4，所述第四直流隔离刀闸S4与所述第二直流断路器串联Q2。
在正极控制器和负极控制器中，分别与直流断路器串联一个直流隔离刀闸，直流断路器和直流隔离刀闸同时使用，能够保证整个柔性直流配电网的正常安全运行，且在遇到故障时，能够及时切断电路，完成电路的检修。
在一个优选的实施例中，所述正极充电电流通道还包括第五直流隔离刀闸S5，所述第五直流隔离刀闸S5与所述第一限流电阻串联R1。
在一个优选的实施例中，所述正极充电电流通道还包括第六直流隔离刀闸S6，所述第五直流隔离刀闸S5和所述第六直流隔离刀闸S6分别串联在第一限流电阻的两侧。
在一个优选的实施例中，所述负极充电电流通道还包括第七直流隔离刀闸S7，所述第七直流隔离刀闸S7与所述第二限流电阻串联R2。
在一个优选的实施例中，所述负极充电电流通道还包括第八直流隔离刀闸S8，所述第七直流隔离刀闸S7和所述的第八直流隔离刀闸S8分别串联在第二限流电阻R2的两侧。
如果在柔性直流配电网系统运行中限流电阻发生故障，则可以运用电路中的直流隔离刀闸和直流隔离器及时的切断电路，完成电路的检修；若限流电阻发生故障率很低，则可以在换流器退出运行时检修限流电阻。在正极充电电流通道和负极充电电流通道中，将直流隔离刀闸与限流电阻串联可以根据整个柔性配电网的运行状态，及时的控制限流电阻的接入或者退出，并且方便检修限流电阻，保证整个柔性直流配电网系统运行的的稳定性和可靠性。
下面结合图5中一个具体的实例介绍待并网的换流器并入柔性直流配电网的工作原理。
首先确定换流器并入柔性直流配电网的电路120中所有直流隔离刀闸和直流断路器处于分位，此时，换流器处于闭锁状态；
闭合第五直流隔离刀闸S5、第六直流隔离刀闸S6、第七直流隔离刀闸S7第把直流隔离刀闸S8，确保第一限流电阻R1和第二限流电阻R2能够在直流母线导通时接入到电路中；
闭合第三直流隔离刀闸S3、第四直流隔离刀闸S4；
闭合第一直流断路器Q1、第二直流断路器Q2，此时整个换流器并入柔性直流配电电路导通，利用柔性直流配电网向待并网换流器充电；
当电容C两端充电完成时，待并网换流器解锁，此时换流器发送的功率指令为0；
闭合第一直流隔离刀闸S1、第二直流隔离刀闸S2，导通正极运行电流通道和负极运行电流通道，将第一限流电阻R1和第二限流电阻R2旁路；
待整个柔性直流配网系统稳定，断开第五直流隔离刀闸S5、第六直流隔离刀闸S6、第七直流隔离刀闸S7第把直流隔离刀闸S8，保证所有的电流都经过正极运行电流通道和负极运行电流通道，减少电路中的损耗，此时换流器正常发送功率指令；
待并网的换流器并入柔性直流配电网的过程结束，整个柔性直流配电系统稳定运行。
在柔性直流配电系统中，当采用本实用新型的换流器并入柔性直流配电网的电路，需要并入多个换流器时，其并入顺序不分先后。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种换流器并入柔性直流配电网的电路，其特征在于，包括：正极运行电流通道、正极充电电流通道、正极控制器、负极运行电流通道、负极充电电流通道及负极控制器；
所述正极运行电流通道的一端经电容的正极与换流器正极母线相连，另一端经所述正极控制器与正极直流汇流母线相连，所述负极运行电流通道的一端经电容的负极与换流器负极母线相连，另一端经所述负极控制器与负极直流汇流母线相连；
所述正极充电电流通道并联在所述正极运行电流通道的两端，所述负极充电电流通道并联在所述负极运行电流通道的两端；
所述正极运行电流通道包括第一直流隔离刀闸，所述正极充电电流通道包括第一限流电阻，所述正极控制器包括第一直流断路器；
所述负极运行电流通道包括第二直流隔离刀闸，所述负极充电电流通道包括第二限流电阻，所述负极控制器包括第二直流断路器。
2.根据权利要求1所述的换流器并入柔性直流配电网的电路，其特征在于，所述正极控制器还包括第三直流隔离刀闸，所述第三直流隔离刀闸与所述第一直流断路器串联。
3.根据权利要求1或2所述的换流器并入柔性直流配电网的电路，其特征在于，所述负极控制器还包括第四直流隔离刀闸，所述第四直流隔离刀闸与所述第二直流断路器串联。
4.根据权利要求1所述的换流器并入柔性直流配电网的电路，其特征在于，所述正极充电电流通道还包括第五直流隔离刀闸，所述第五直流隔离刀闸与所述第一限流电阻串联。
5.根据权利要求4所述的换流器并入柔性直流配电网的电路，其特征在于，所述正极充电电流通道还包括第六直流隔离刀闸，所述第五直流隔离刀闸和所述的第六直流隔离刀闸分别串联在第一限流电阻的两侧。
6.根据权利要求1所述的换流器并入柔性直流配电网的电路，其特征在于，所述负极充电电流通道还包括第七直流隔离刀闸，所述第七直流隔离刀闸与所述第二限流电阻串联。
7.根据权利要求6所述的换流器并入柔性直流配电网的电路，其特征在于，所述负极充电电流通道还包括第八直流隔离刀闸，所述第七直流隔离刀闸和所述的第八直流隔离刀闸分别串联在第二限流电阻的两侧。
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