[发明专利]一种用于新能源并网的谐振升降压装置及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子领域的装置及其实现方法，具体涉及一种用于新能源并网的谐振升降压装置及其实现方法。

背景技术

目前新能源并网结构，交流电压与直流电压间转变的方式主要采用升压/降压变压器与高压大容量VSC整流/逆变器共同作用，和高压大容量DC/DC升/降压环节与低压小容量VSC整流/逆变器共同作用两种方式，其中高压大容量VSC成本高，DC/DC装置技术难点大，不利于制造。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种用于新能源并网的谐振升降压装置及其实现方法，本发明采用基于晶闸管技术的谐振升、降压环节代替变压器、高压大容量VSC装置和DC/DC变换器等装置，本发明提供的谐振升降压装置技术难度低、造价低，适用于新型新能源并网方式。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种用于新能源并网的谐振升降压装置，其改进之处在于，所述谐振升降压装置包括谐振升压环节、整流环节和谐振降压环节；所述谐振升压环节与整流环节连接后通过直流电缆或直流传输线与所述谐振降压环节连接。

其中，所述谐振升压环节包括直流电源DC、低压大电容C10、高压小电容C11、晶闸管T11、晶闸管T13和谐振电抗器L11；

所述低压大电容C10、晶闸管T11、谐振电抗器L11和高压小电容C11依次连接，形成低压大电容C10-晶闸管T11-谐振电抗器L11-高压小电容C11闭合回路；

所述直流电源DC并联在低压大电容C10两端；

所述晶闸管T13并联在高压小电容C11与谐振电抗器L11两端，形成谐振电抗器L11-晶闸管T13-高压小电容C11闭合回路。

其中，所述谐振降压环节包括直流电源DC、电容C20、高压小电容C21、低压大电容C22、晶闸管T21、晶闸管T22、晶闸管T23、电抗器L21、电抗器L22和负载电阻R2；

所述电容C20、晶闸管T21和电抗器L21依次连接；所述晶闸管T22、电抗器L22和低压大电容C22依次连接，所述高压小电容C21并联在晶闸管T22、电抗器L22和低压大电容C22支路两端，形成晶闸管T22-电抗器L22-低压大电容C22-高压小电容C21闭合回路；

所述直流电源DC并联在电容C20两端；

所述晶闸管T23并联在电容C20与晶闸管T21两端；晶闸管T23、电抗器L21和高压小电容C21依次连接，形成高压小电容C21-晶闸管T23-电抗器L21闭合回路；

所述高压小电容C21分别并联在电容C20、晶闸管T21与电抗器L21两端，形成电容C20-晶闸管T21-电抗器L21-电容器C21闭合回路；

所述负载电阻R2并联在低压大电容C22两端。

其中，所述整流环节包括半波整流桥D11、平波电抗器L12、支撑电容器C12和续流二极管D12；

其中半波整流桥D11、平波电抗器L12与支撑电容器C12依次连接；

所述续流二极管D12并联在平波电抗器L12及支撑电容器C12两端。

其中，至少一个的新能源电场分别通过VSC整流器与直流母线连接；所述直流母线与所述谐振升压环节连接后再与整流环节连接；所述整流环节通过直流电缆或直流传输线与谐振降压环节连接；谐振降压环节通过直流母线与至少一个的VCS逆变器分别连接。

本发明基于另一目的提供的一种用于新能源并网的谐振升降压装置的实现方法，其改进之处在于，所述实现方法包括下述步骤：

A、至少一个的新能源电场分别通过VSC整流器与直流母线连接后通过所述谐振升压环节升压；

B、升压后的电压值经过整流环节转变为正向电压值；

C、所述正向电压值通过直流电缆或直流输电线传输到电网后经过谐振降压环节降压；

D、降压后的直流电压通过直流母线与至少一个的VSC逆变器分别连接，将直流电压逆变为交流电压；

E、所述交流电压传输至电网。

其中，所述步骤A中，谐振升压环节升压由两个工作模式实现，包括下述步骤：

I、实施第一个工作模式，所述晶闸管T13导通，所述晶闸管T11关断，高压小电容C11将沿谐振电抗器L11-晶闸管T13闭合回路振荡半个周期，对高压小电容C11反向电压；

II、实施第二工作模式，即晶闸管T11导通，晶闸管T13关断，此时高压小电容将沿低压大电容C10-晶闸管T11-谐振电抗器L11闭合回路振荡，对高压小电容C11正向充电。