[发明专利]直流环网潮流控制装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子电力技术领域，特别涉及一种直流环网潮流控制装置及其控制方法。

背景技术

近年来，随着能源与环境问题的日趋严重，风能、太阳能等可再生能源发电技术得到了较快发展。然而可再生能源具有间歇性、随机性、密度低、分布广等特点，限制了其并网容量的提升。随着柔性直流输电技术的逐渐成熟，直流电网有望成为解决大规模可再生能源并网、大容量远距离输电、输电走廊紧缺、城市智能配电网等问题的有效技术手段之一。

直流电网的基本结构有放射状、环网状。在环网状结构中，两个换流站之间不止一条线路，因此冗余度与可靠性较高，是直流电网建设的高级阶段。环网状直流电网中有必要引入潮流控制装置，以提高系统运行的经济灵活性。一般地，直流电网可以通过线路电阻和线路电压控制潮流。

通过调节线路电阻的方式，一般需要在线路中串联多级可调电阻器，然后通过机械开关或电力电子开关投切，从而改变线路等效电阻值。这种方式控制简单，但损耗大、经济性差。

通过调节线路电压的方式，一般需要在线路中串联电力电子变换器，通过改变线路电压降调节线路潮流大小。现有技术中的一种基于DC/DC变换器的直流潮流控制装置，其主电路包含取能和换流两部分。取能电路直接从直流线路中取能，然后经三相六脉动晶闸管桥输出直流电压用于调节支路潮流。这种潮流控制装置的取能部分需要承受整个直流系统的电压，且电力电子器件较多、损耗较大。现有技术中的一种基于辅助电源的潮流控制装置，其主要包含一个换流变压器和两个反并联的三相六脉动晶闸管换流器。换流变压器阀侧由于需要承受较高的直流偏置电压，因此设计难度较大、成本较高。

发明内容

基于此，本发明实施例的目的在于提供一种直流环网潮流控制装置及其控制方法，其无需外部取能、损耗小、器件数目少，且具有双向限流能力，尤其适用于直流配电网。

为达到上述目的，本发明实施例采用以下技术方案：

一种直流环网潮流控制装置，包括：反并联相连接的第一开关管与第一二极管，反并联相连接的第二开关管与第二二极管，反并联相连接的第三开关管与第三二极管，反并联相连接的第四开关管与第四二极管，连接于第一二极管的负极、第二二极管的负极、第三二极管的正极与第四二极管的正极之间的电容C，第一二极管的正极与第四二极管的负极的连接点为所述直流环网潮流控制装置的第一连接端口，第二二极管的正极与第三二极管的负极的连接点为所述直流环网潮流控制装置的第二连接端口。

一种如上所述的直流环网潮流控制装置的控制方法，包括步骤：

测量直流线路电流，获得直流线路电流测量值；

将测量得到的直流线路电流测量值与预设直流线路电流参考值进行比较，获得直流线路电流差值；

对所述直流线路电流差值进行限幅式PI调节后得到占空比信号；

将所述占空比信号与三角波参考信号进行比较，获得第一开关信号，并将该第一开关信号送入第一开关管的基极、第三开关管的基极；

对所述第一开关信号取非得到第二开关信号，并将该第二开关信号送入第二开关管的基极、第四开关管的基极。

根据如上所述的本发明实施例的方案，其结构简单，器件数目少，根据电路等效原理，本发明实施例提供的直流环网潮流控制装置相当于在线路中串联了一个可调电压。在系统正常运行时，线路电阻很小，两端压降也较小，因此潮流控制装置承受的电压较小，且其所承受的电压的小幅度的改变就能引起线路潮流明显的改变，因此，其能够满足实际需要，且无需外部取能、损耗小、且具有双向限流能力。

附图说明

图1是三端直流环网等效电路图；

图2是包含本发明直流环网潮流控制装置的三端直流环网等效电路图；

图3是一个实施例中的本发明的直流潮流控制装置的主电路拓扑结构图；

图4是一个实施例中的本发明直流潮流控制装置的控制策略原理示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。