[发明专利]220kV交流直降20kV柔性直流输配电系统及方法

权利要求书

1.一种220kV交流直降20kV柔性直流输配电系统，其特征在于，包括：

220kV的三相交流母线，用于汇总220kV交流电能；

220kV交流侧三相交流断路器，用于隔离故障；

220/20kV交流直降变压器，用于将220kV交流电直降为20kV交流电，以及将220kV高压侧与20kV低压侧相隔离；

三相电抗器，用于电压源换流器与交流系统进行电能质量交换，以及对20kV交流电进行滤波；

电压源换流器，包括绝缘栅双极晶体管IGBT换流阀桥臂，其采用三相两电平桥式结构，用于将滤波后20kV交流电通过换流阀原理转换为20kV直流电；以及

正直流母线与负直流母线，用于汇集所述20kV直流电能。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

对称设置的直流电容C1和C2，用于为所述电压源换流器提供直流电压支撑，缓冲所述IGBT换流阀桥臂关断时的冲击电流，减少直流侧谐波。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括：

接地点，从所述对称的直流电容C1、C2中间引出，用于保持直流侧两极平衡，正常运行时上、下极的直流电流大小相等，方向相反。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

直流开关QF1、QF2，分别在故障时隔离所述正直流母线与负直流母线。

5.根据权利要求1-4任一项所述的系统，其特征在于，所述IGBT换流阀桥臂具体包括：可关断器件VTa1、VTa2、VTb1、VTb2、VTc1、VTc2；续流二极管VDa1、VDa2、VDb1、VDb2、VDc1、VDc2；其中，续流二极管VDa1、VDa2的正极分别和可关断器件VTa1、VTa2的发射极相连，续流二极管VDa1、VDa2的负极分别和可关断器件VTa1、VTa2的集电极相连；续流二极管VDb1、VDb2的正极分别和可关断器件VTb1、VTb2的发射极相连，续流二极管VDb1、VDb2的负极分别和可关断器件VTb1、VTb2的集电极相连；续流二极管VDc1、VDc2的正极分别和可关断器件VTc1、VTc2的发射极相连，续流二极管VDc1、VDc2的负极分别和可关断器件VTc1、VTc2的集电极相连。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述220kV的三相交流母线，220kV交流侧三相交流断路器以及220/20kV交流直降变压器组成柔性直流输配电的交流区，所述三相电抗器，电压源换流器以及正直流母线与负直流母线组成柔性直流输配电的直流区。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述直流区嵌入在所述交流区的低压侧。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述直流区与交流区分开安装。

9.一种220kV交流直降20kV柔性直流输配电方法，包括以下步骤：

将220kV交流直降为20kV交流；

将20kV交流经过三相电抗器滤波；

将经过滤波后的20kV交流通过换流阀原理转变成20kV直流；

将20kV直流电能汇集到正直流母线与负直流母线上。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述将经过滤波后的20kV交流通过换流阀原理转变成20kV直流，具体是指：

采用三相两电平桥式结构的绝缘栅双极晶体管IGBT换流阀桥臂，将滤波后的20kV交流转变成20kV直流。