【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及直流電網(wǎng)領(lǐng)域，具體涉及一種混聯(lián)型直流變壓器及其控制方法。
技術(shù)介紹
1、直流電網(wǎng)技術(shù)在大規(guī)模分布式可再生能源接入等場景中展現(xiàn)出巨大的潛力和優(yōu)勢，它能夠有效整合和優(yōu)化可再生能源，降低能源傳輸損耗，簡化并網(wǎng)技術(shù)要求，適應(yīng)各種復(fù)雜環(huán)境和應(yīng)用場景。
2、直流電網(wǎng)的構(gòu)建是基于多端直流系統(tǒng)的發(fā)展，通過多個換流站之間的多條傳輸線路相互連接，形成高度可靠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這種網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)不僅提高了系統(tǒng)的冗余性，還避免了無功功率傳輸?shù)膯栴}，從而確保了電力傳輸?shù)母咝院头€(wěn)定性。而相較于現(xiàn)有交流電網(wǎng)，直流電網(wǎng)的控制更加靈活，傳輸效率及功率密度更高。直流變壓器在直流電網(wǎng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，是實(shí)現(xiàn)不同電壓和類型直流線路互聯(lián)的關(guān)鍵設(shè)備。而隨著直流變壓器的不斷發(fā)展，直流變壓器的作用不僅僅局限于提供電壓變比，同時(shí)需具備直流電網(wǎng)潮流控制、故障隔離等功能。
3、相關(guān)技術(shù)的直流變壓器存在體積大、占地面積大以及經(jīng)濟(jì)性較差等問題，不能滿足大規(guī)模新能源匯集送出及直流系統(tǒng)互聯(lián)場景對直流變壓器性能需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)體積大、占地面積大以及經(jīng)濟(jì)性差的問題，本申請?zhí)峁┝艘环N混聯(lián)型直流變壓器及其控制方法。
2、本申請?zhí)峁┮环N混聯(lián)型直流變壓器，包括：第一低壓變換單元、第二低壓變換單元、交流隔離單元和高壓變換單元。第一低壓變換單元包括多個第一橋臂，每個第一橋臂均包括一個電流源型開關(guān)器件或多個依次串聯(lián)的電流源型開關(guān)器件，一部分第一橋臂的一端用于連接至電網(wǎng)正極，一部分第一橋臂的另一
3、可選的，第一低壓變換單元還包括多個電容和多個電感。多個電容的一端與分別與一部分第一橋臂的另一端連接，多個電容的另一端均相連。多個電感的一端分別與一部分第一橋臂的另一端連接，多個電感的另一端分別與交流隔離單元的第一電壓側(cè)的第一端連接。
4、可選的，混聯(lián)型直流變壓器包括至少兩個第一低壓變換單元，針對任意兩個第一低壓變換單元：其中一個第一低壓變換單元的負(fù)極直流端與另一個第一低壓變換單元的正極直流端連接；或，其中一個第一低壓變換單元的正極直流端與另一個第一低壓變換單元的正極直流端連接，其中一個第一低壓變換單元的負(fù)極直流端與另一個第一低壓變換單元的負(fù)極直流端連接。
5、可選的，混聯(lián)型直流變壓器包括至少兩個第二低壓變換單元，針對任意兩個第二低壓變換單元：其中一個第二低壓變換單元的負(fù)極直流端與另一個第二低壓變換單元的正極直流端連接；或，其中一個第二低壓變換單元的正極直流端與另一個第二低壓變換單元的正極直流端連接，其中一個第二低壓變換單元的負(fù)極直流端與另一個第二低壓變換單元的負(fù)極直流端連接。
6、可選的，混聯(lián)型直流變壓器包括至少兩個高壓變換單元，針對任意兩個高壓變換單元：其中一個高壓變換單元的負(fù)極直流端與另一個高壓變換單元的正極直流端連接；或，其中一個高壓變換單元的正極直流端與另一個高壓變換單元的正極直流端連接，其中一個高壓變換單元的負(fù)極直流端與另一個高壓變換單元的負(fù)極直流端連接；或，其中一個高壓變換單元與另一個高壓變換單元無直接連接。
7、可選的，第一低壓變換單元的正極直流端與第二低壓變換單元的正極直流端連接，第一低壓變換單元的負(fù)極直流端與第二低壓變換單元的負(fù)極直流端連接；或，第一低壓變換單元和第二低壓變換單元無直接連接。
8、本申請還提供一種混聯(lián)型直流變壓器的控制方法，應(yīng)用于上述混聯(lián)型直流變壓器。混聯(lián)型直流變壓器中的高壓變換單元包括電容、多個電壓源型開關(guān)器件以及各電壓源型開關(guān)器件對應(yīng)的驅(qū)動控制器。控制方法包括：獲取第一低壓變換單元的直流端口的有功功率以及第二低壓變換單元的直流端口的直流電壓，由第一低壓變換單元控制混聯(lián)型直流變壓器的能量逐步上升，由第二低壓變換單元控制混聯(lián)型直流變壓器的直流電壓；控制高壓變換單元中的電壓源型開關(guān)器件閉鎖，并對電容進(jìn)行預(yù)充電，電容用于為電壓源型開關(guān)器件對應(yīng)的驅(qū)動控制器進(jìn)行充電；解鎖各電壓源型開關(guān)器件，并投入未滿足電壓要求的電壓源型開關(guān)器件，切除滿足電壓要求的電壓源型開關(guān)器件。
9、可選的，控制方法還包括：獲取第一低壓變換單元的交流端口的有功功率與無功功率；根據(jù)直流端口的有功功率和交流端口的無功功率計(jì)算d軸電流與q軸電流；根據(jù)d軸電流與q軸電流計(jì)算交流電流；根據(jù)交流電流生成第一指令信號；根據(jù)第一指令信號控制第一低壓變換單元的開關(guān)器件的導(dǎo)通與關(guān)斷。
10、可選的，第二低壓變換電路包括開關(guān)器件。控制方法還包括：獲取第二低壓變換單元的交流端口的無功功率；根據(jù)直流端口的直流電壓和第二低壓變換單元的交流端口的無功功率，計(jì)算d軸電壓與q軸電壓；根據(jù)d軸電壓和q軸電壓計(jì)算交流電壓；根據(jù)交流電壓生成第二指令信號；根據(jù)第二指令信號控制第二低壓變換電路的開關(guān)器件的導(dǎo)通與關(guān)斷。
11、可選的，控制方法還包括：獲取高壓變換單元的交流端口的交流電壓；根據(jù)交流端口的交流電壓計(jì)算高壓變換單元的d軸電壓與q軸電壓；根據(jù)高壓變換單元的d軸電壓與q軸電壓計(jì)算參考交流電壓；根據(jù)交流電壓生成橋臂電壓指令；根據(jù)橋臂電壓指令，控制各電壓源型開關(guān)器件的導(dǎo)通與關(guān)斷。
12、本申請還提供一種混聯(lián)型直流變壓器的控制方法，應(yīng)用于上述混聯(lián)型直流變壓器。混聯(lián)型直流變壓器中的高壓變換單元包括電容、多個電壓源型開關(guān)器件以及各電壓源型開關(guān)器件對應(yīng)的驅(qū)動控制器。控制方法包括：第一低壓變換單元、第二低壓變換單元和各電壓源型開關(guān)器件均閉鎖，并對電容進(jìn)行預(yù)充電；解鎖各電壓源型開關(guān)器件，并投入未滿足電壓要求的電壓源型開關(guān)器件，切除滿足電壓要求的電壓源型開關(guān)器件；解鎖第一低壓變換單元和第二低壓變換單元，并由第一低壓變換單元控制輸出能量平滑上升，由第二低壓變換單元控制直流變壓器的直流電壓。
13、可選的，控制方法還包括：獲取第一低壓變換單元的交流端口的有功功率與無功功率；根據(jù)直流端口的有功功率和交流端口的無功功率計(jì)算d軸電流與q軸電流；根據(jù)d軸電流與q軸電流計(jì)算交流電流；根據(jù)交流電流生成第一指令信號；根據(jù)第一指令信號控制第一低壓變換單元的開關(guān)器件的導(dǎo)通與關(guān)斷。
14、可選的，第二低壓變換電路包括開關(guān)器件。控制方法還包括：獲取第二低壓變換單元的交流端口的無功功率；根據(jù)直流端口的直流電壓和第二低壓變換單元的交流端口的無功功率，計(jì)算d軸電壓與q軸電壓；根據(jù)d軸電壓和q軸電壓計(jì)算交流電壓；根據(jù)交流電壓生成第二指令信號；根據(jù)第二指令信號控制第二低壓變換電路的開關(guān)器件的導(dǎo)通與關(guān)斷。
15、可選的，控制方法還包括：獲取高壓變換單元的交流端口的交流電壓；根據(jù)交流端口的交流電壓計(jì)算高壓變換單元的d軸電壓與q軸電壓；根據(jù)高壓變換單元的d軸電壓與q軸電壓計(jì)算參考交流電壓；根據(jù)交流電壓生成橋臂電壓指令；根據(jù)橋臂本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種混聯(lián)型直流變壓器，其特征在于，包括：第一低壓變換單元、第二低壓變換單元、交流隔離單元和高壓變換單元，所述第一低壓變換單元包括多個第一橋臂，每個所述第一橋臂均包括一個電流源型開關(guān)器件或多個依次串聯(lián)的電流源型開關(guān)器件，一部分所述第一橋臂的一端用于連接至電網(wǎng)正極，一部分所述第一橋臂的另一端與所述交流隔離單元的第一電壓側(cè)的第一端連接，另一部分所述第一橋臂的一端與一部分所述第一橋臂的另一端連接，另一部分所述第一橋臂的另一端用于連接至電網(wǎng)負(fù)極，所述第二低壓變換單元的交流端與所述交流隔離單元的第一電壓側(cè)的第二端連接，所述交流隔離單元的第二電壓端與所述高壓變換單元的交流端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混聯(lián)型直流變壓器，其特征在于，所述第一低壓變換單元還包括多個電容和多個電感，所述多個電容的一端與分別與一部分所述第一橋臂的另一端連接，所述多個電容的另一端均相連；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混聯(lián)型直流變壓器，其特征在于，所述混聯(lián)型直流變壓器包括至少兩個所述第一低壓變換單元，
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混聯(lián)型直流變壓器，其特征在于，所述混聯(lián)型直流變壓器包括至少
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混聯(lián)型直流變壓器，其特征在于，所述混聯(lián)型直流變壓器包括至少兩個所述高壓變換單元；
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混聯(lián)型直流變壓器，其特征在于，所述第一低壓變換單元的正極直流端與所述第二低壓變換單元的正極直流端連接，所述第一低壓變換單元的負(fù)極直流端與所述第二低壓變換單元的負(fù)極直流端連接；
7.一種混聯(lián)型直流變壓器的控制方法，其特征在于，所述混聯(lián)型直流變壓器中的高壓變換單元包括電容、多個電壓源型開關(guān)器件以及各所述電壓源型開關(guān)器件對應(yīng)的驅(qū)動控制器；所述控制方法包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法還包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述第二低壓變換電路包括開關(guān)器件，所述控制方法還包括：
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法還包括：
11.一種混聯(lián)型直流變壓器的控制方法，其特征在于，所述混聯(lián)型直流變壓器中的高壓變換單元包括電容、多個電壓源型開關(guān)器件以及各所述電壓源型開關(guān)器件對應(yīng)的驅(qū)動控制器；所述控制方法包括：
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法還包括：
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制方法，其特征在于，所述第二低壓變換電路包括開關(guān)器件，所述控制方法還包括：
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法還包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種混聯(lián)型直流變壓器，其特征在于，包括：第一低壓變換單元、第二低壓變換單元、交流隔離單元和高壓變換單元，所述第一低壓變換單元包括多個第一橋臂，每個所述第一橋臂均包括一個電流源型開關(guān)器件或多個依次串聯(lián)的電流源型開關(guān)器件，一部分所述第一橋臂的一端用于連接至電網(wǎng)正極，一部分所述第一橋臂的另一端與所述交流隔離單元的第一電壓側(cè)的第一端連接，另一部分所述第一橋臂的一端與一部分所述第一橋臂的另一端連接，另一部分所述第一橋臂的另一端用于連接至電網(wǎng)負(fù)極，所述第二低壓變換單元的交流端與所述交流隔離單元的第一電壓側(cè)的第二端連接，所述交流隔離單元的第二電壓端與所述高壓變換單元的交流端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混聯(lián)型直流變壓器，其特征在于，所述第一低壓變換單元還包括多個電容和多個電感，所述多個電容的一端與分別與一部分所述第一橋臂的另一端連接，所述多個電容的另一端均相連；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混聯(lián)型直流變壓器，其特征在于，所述混聯(lián)型直流變壓器包括至少兩個所述第一低壓變換單元，
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混聯(lián)型直流變壓器，其特征在于，所述混聯(lián)型直流變壓器包括至少兩個所述第二低壓變換單元；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混聯(lián)型直流變壓器，其特征在于，所述混聯(lián)型直流變壓器包括至少兩個所述高壓變換單元；
<...【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：高沖，李杰，林志光，吳奕霖，袁藝嘉，賀之淵，
申請(專利權(quán))人：中國電力科學(xué)研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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