一种复合型直流输电设备制造技术

一种复合型直流输电设备，包括：故障隔离单元，包括：多个串联的第一电力电子开关单元，所述第一电力电子开关单元包括第一开关支路和第一电容，所述第一开关支路包括串联的至少两个电力电子开关，所述第一电容并联在所述第一开关支路的两端；潮流控制单元，与所述故障隔离单元并联，用于控制换流站间的潮流分布；控制单元，分别与所述故障隔离单元、所述潮流控制单元连接，用于控制所述潮流控制单元与所述故障隔离单元执行预设动作，通过相互连接的直流隔离单元、潮流控制单元以及控制单元，实现直流输电的故障隔离，较使用统一潮流控制器和传统断路器的方案，节约了成本、降低了损耗、节省了占地面积。

【技术实现步骤摘要】
一种复合型直流输电设备
本专利技术涉及电力系统直流输电
，具体涉及一种复合型直流输电设备。
技术介绍
柔性直流输电是发展智能电网的重要技术手段，与常规直流输电方式相比，柔性直流输电在孤岛供电、大规模交流系统的互联、新能源并网等方面具有较强的技术优势，具有非常广阔的发展前景。基于柔性直流系统建立的直流电网是实现大规模可再生能源广域协调互补和可靠送出的有效解决方案，是未来高压大容量柔性直流的重要应用方向。直流电网的发展面临包括直流故障保护及直流潮流控制等在内的诸多问题的挑战。解决直流故障保护和直流潮流控制这两大挑战需要分别用到直流潮流控制器和直流断路器。现有技术中潮流控制器与直流断路器分别为两种不同设备，单个设备只能完成潮流控制功能或故障隔离功能。如此一来，为了在直流电网中实现潮流控制与故障隔离功能，需要使用两种设备，这将极大地增大直流系统的造价及其占地面积。针对直流故障隔离功能，现有技术中提出如图1所示的断路器结构，包含(m+n)个级联的电力电子开关1，柔性直流输电系统的电压较大，需要设置数百个电力电子开关1，由于所有电力电子开关1级联，当接收到驱动系统关断或闭合信号时，所有电子电子开关1必须同时关断或闭合，对电子电子开关1的协同性操作要求极高，协同动作精度一般需要达到纳秒级，若在某一时刻，所有电子电子开关1均接收到关断信号，正常情况，所有电子电子开关1均同时马上关断，由关断造成的系统电压差会均匀的分布在每个电子电子开关1上，但如果在关断的过程中，某一个电子电子开关1(例如第N个电子电子开关)比其他电子电子开关提前关断，即第N个电子电子开关关断，而其它电子电子开关还处于导通状态，则系统电压差只会加在第N个电子电子开关两端，由于第N个电子电子开关的额定承受电压远远小于整个柔性直流输电系统电压，极易造成第N个电子电子开关的损坏，进而损坏整个断路器。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于现有直流输电系统的潮流控制与故障隔离方式损耗大、成本高。有鉴于此，本专利技术提供一种复合型直流输电设备，包括：故障隔离单元，包括：多个串联的第一电力电子开关单元，所述第一电力电子开关单元包括第一开关支路和第一电容，所述第一开关支路包括串联的至少两个电力电子开关，所述第一电容并联在所述第一开关支路的两端；潮流控制单元，与所述故障隔离单元并联，用于控制换流站间的潮流分布；控制单元，分别与所述故障隔离单元、所述潮流控制单元连接，用于控制所述潮流控制单元与所述故障隔离单元执行预设动作。优选地，所述潮流控制单元包括至少一个第二电力电子开关单元，所述第二电力电子开关单元由第三开关支路与第四开关支路分别与第二电容并联形成的，其中，所述第三开关支路与所述第四开关支路包括串联的至少两个电力电子开关，所述第二电力电子开关单元为全H桥电路模块。优选地，所述第一电力电子开关单元还包括第二开关支路，所述第二开关支路包括串联的至少两个电力电子开关，所述第二开关支路与所述第一开关支路分别与所述第一电容并联。优选地，还包括：避雷器，与所述故障隔离单元并联，用于保护所述复合型直流输电设备。优选地，所述电力电子开关包括一个电力电子开关器件或者多个串联的所述电力电子开关器件，其中，所述电力电子开关器件包括绝缘栅双极型晶体管和二极管，所述绝缘栅双极型晶体管与所述二极管并联，所述绝缘栅双极型晶体管的发射极连接所述二极管的正极，所述绝缘栅双极型晶体管的集电极连接所述二极管的负极。优选地，还包括：机械开关，与所述控制单元连接，设置在所述潮流控制单元与所述换流站的连接回路上，用于控制回路通/断。优选地，还包括：预定数量的所述第一电力电子开关单元，与所述机械开关串联，用于降低所述潮流控制单元的电压应力。相应地，本专利技术还提供一种直流输电控制方法，包括：监测直流输电是否发生故障；当所述直流输电发生故障时，关断所述潮流控制单元内的电力电子开关并闭合所述故障隔离单元内的电力电子开关，以使流经所述潮流控制单元的电流流入所述故障隔离单元中；判断所述潮流控制单元输入侧的电流是否等于零；当所述潮流控制单元输入侧的电流等于零时，关断所述潮流控制单元中的机械开关和所述故障隔离单元中的电子电子开关。相应地，本专利技术还提供一种直流输电控制装置，包括：监测单元，用于监测直流输电是否发生故障；第一控制单元，用于当所述直流输电发生故障时，关断所述潮流控制单元内的电力电子开关并闭合所述故障隔离单元内的电力电子开关，以使流经所述潮流控制单元的电流流入所述故障隔离单元中；判断单元，用于判断所述潮流控制单元输入侧的电流是否等于零；第二控制单元，用于当所述潮流控制单元输入侧的电流等于零时，关断所述潮流控制单元中的机械开关和所述故障隔离单元中的电子电子开关。本专利技术提供的复合型直流输电设备，通过包括多个串联的第一电力电子开关单元，第一电力电子开关单元包括第一开关支路和第一电容，第一开关支路包括串联的至少两个电力电子开关，第一电容并联在第一开关支路的两端的故障隔离单元与用于控制换流站间的潮流分布的潮流控制单元并联，控制单元分别与故障隔离单元、潮流控制单元连接，用于当直流输电发生故障时，控制潮流控制单元与故障隔离单元执行故障隔离动作，通过相互连接的故障隔离单元、潮流控制单元以及控制单元，实现直流输电的故障隔离，较使用统一潮流控制器元和传统断路器的方案，节约了成本、降低了损耗、节省了占地面积。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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是本专利技术实施例提供的现有技术中故障隔离单元的电路结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种故障隔离单元的电路结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的另一种故障隔离单元的电路结构示意图；图4是本专利技术另一实施例提供的一种复合型直流输电设备的结构示意图；图5是本专利技术另一实施例提供的一种复合型直流输电设备的电路结构示意图；图6是本专利技术另一实施例提供的一种复合型直流输电设备的另一种电路结构示意图；图7是本专利技术另一实施例提供的一种复合型直流输电设备的另一种电路结构示意图；图8是本专利技术另一实施例提供的一种复合型直流输电设备的另一种电路结构示意图；图9是本专利技术另一实施例提供的一种直流输电控制方法的流程图；图10是本专利技术另一实施例提供的一种直流输电控制装置的结构示意图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术还提供一种复合型直流输电设备，如图2、图4、图5所示，包括：故障隔离单元11，如图2所示，包括：多个串联的第一电力电子开关单元，第一电力电子开关单元包括第一开关支路3和第一电容2，第一开关支路3包括串联的至少两个电力电子开关1，第一电容2并联在第一开关支路3的两端，本实施例提供的附图2中的第一开关支路包含两个串联的电力电子开关1，也可以包含3个、4个或多个电力电子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合型直流输电设备，其特征在于，包括：故障隔离单元，包括：多个串联的第一电力电子开关单元，所述第一电力电子开关单元包括第一开关支路和第一电容，所述第一开关支路包括串联的至少两个电力电子开关，所述第一电容并联在所述第一开关支路的两端；潮流控制单元，与所述故障隔离单元并联，用于控制换流站间的潮流分布；控制单元，分别与所述故障隔离单元、所述潮流控制单元连接，用于控制所述潮流控制单元与所述故障隔离单元执行预设动作。

【技术特征摘要】
1.一种复合型直流输电设备，其特征在于，包括：故障隔离单元，包括：多个串联的第一电力电子开关单元，所述第一电力电子开关单元包括第一开关支路和第一电容，所述第一开关支路包括串联的至少两个电力电子开关，所述第一电容并联在所述第一开关支路的两端；潮流控制单元，与所述故障隔离单元并联，用于控制换流站间的潮流分布；控制单元，分别与所述故障隔离单元、所述潮流控制单元连接，用于控制所述潮流控制单元与所述故障隔离单元执行预设动作。2.根据权利要求1所述的复合型直流输电设备，其特征在于，所述潮流控制单元包括至少一个第二电力电子开关单元，所述第二电力电子开关单元由第三开关支路与第四开关支路分别与第二电容并联形成的，其中，所述第三开关支路与所述第四开关支路包括串联的至少两个电力电子开关，所述第二电力电子开关单元为全H桥电路模块。3.根据权利要求1所述的复合型直流输电设备，其特征在于，所述第一电力电子开关单元还包括第二开关支路，所述第二开关支路包括串联的至少两个电力电子开关，所述第二开关支路与所述第一开关支路分别与所述第一电容并联。4.根据权利要求1所述的复合型直流输电设备，其特征在于，还包括：避雷器，与所述故障隔离单元并联，用于保护所述复合型直流输电设备。5.根据权利要求1-4中任一项所述的复合型直流输电设备，其特征在于，所述电力电子开关包括一个电力电子开关器件或者多个串联的所述电力电子开关器件，其中，所述电力电子开关器件包括绝缘栅双极型晶体管和二极管，所述绝缘...

【专利技术属性】
技术研发人员：常彬，贺之渊，刘栋，林畅，江晨，闫鹤鸣，高路，谷怀广，李方媛，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11