[发明专利]一种谐振式直流线间潮流控制器

说明书

本发明涉及一种谐振式直流线间潮流控制器，包括所述谐振式直流线间潮流控制器包括左端能量流动方向控制器、谐振式固态变压器和右端能量流动方向控制器，所述左端能量流动方向控制器的输入端为第一和第二端子，其输出端与所述谐振式固态变压器连接，所述谐振式固态变压器的输出端与所述右端能量流动方向控制器的输入端连接，其输出端为第三和第四端子，所述谐振式固态变压器为双向谐振式变换器。本发明的直流线间潮流控制器能够实现直流电能的任意方向流动控制，使用了谐振式固态变压器实现电路的隔离，提高了电路效率。

技术领域

本发明涉及直流输电系统技术领域，特别涉及一种谐振式直流线间潮流控制器。

背景技术

多端直流输电系统是由3个及以上换流站，通过串联、并联或混联方式连接起来的直流输电系统，它能够实现多电源供电以及多落点受电，相比于两端高压直流输电系统运行更为经济灵活，是解决我国目前面临的大规模可再生能源并网、大容量远距离电能输送和输电走廊紧缺等问题的有效技术手段之一。典型的环网式三端直流输电系统等效电路如图1所示，假设换流站1和换流站2分别是两个海上风电场的换流站，为定功率模式运行，换流站3为岸上换流站，为定直流电压模式运行，功率从换流站1和换流站2向换流站3传输。为了调节直流输电线Line1、Line2、Line3上的潮流，需要在直流输电线Line1、Line2、Line3中串入直流潮流控制器。由于不存在交流电的无功功率、电抗和相角，直流输电系统只能调节输电线路电阻和直流电压来控制直流潮流。

发明内容

本发明为了克服现有技术的难题，提供一种谐振式直流线间潮流控制器。

本发明提供一种谐振式直流线间潮流控制器，包括左端能量流动方向控制器、谐振式固态变压器和右端能量流动方向控制器，所述左端能量流动方向控制器的输入端为第一和第二端子，其输出端与所述谐振式固态变压器的输入端连接，所述谐振式固态变压器的输出端与所述右端能量流动方向控制器的输出端连接，其输入端为第三和第四端子，所述谐振式固态变压器为双向谐振式变换器。

本发明一优选的实施例中，所述左端能量流动方向控制器，包括第一储能电感、第一全桥开关电路和第一输出电容，所述第一全桥开关电路的第一桥臂中点连接第一储能电感的一端，所述第一储能电感的另一端连接所述第一端子，所述第一全桥开关电路的第二桥臂中点连接所述第二端子，所述第一全桥开关电路的两端并联第一输出电容，所述第一输出电容的两端为所述左端能量流动方向控制器的输出端。

本发明一优选的实施例中，第一全桥开关包括第一桥臂单元和第二桥臂单元，所述第一桥臂单元和所述第二桥臂单元并联，所述第一桥臂单元包括第一开关和第二开关，所述第一开关和所述第二开关串联，串联后的两端为所述第一全桥开关电路的两端，所述第一开关和所述第二开关的连接中点为第一桥臂中点，所述二桥臂单元包括第三开关和第四开关，所述第三开关和第四开关串联，串联后两端为所述第一全桥开关电路的两端，所述第三开关和所述第四开关的连接中点为第二桥臂中点，当所述第一桥臂中点的输入为电压正极，所述第二桥臂中点的输入为电压负极，所述第一开关和所述第四开关开通，所述第二开关关断，所述第三开关根据第三开关控制信号开通或关断，当所述第一桥臂中点的输入为电压负极，所述第二桥臂中点的输入为电压正极，所述第二开关和所述第三开关开通，所述第一开关关断，所述第四开关根据第四开关控制信号开通或关断。

本发明一优选的实施例中，所述谐振式固态变压器包括第二全桥开关电路、第一谐振电容、变压器、第二谐振电容以及第三全桥开关电路，所述第二全桥开关电路的两端与为所述谐振式固态变压器的输入端，所述第二全桥开关电路的两个桥臂中点与所述第一谐振电容和所述变压器的原边绕组串联，构成第一谐振电路，所述第三全桥开关电路的两个桥臂中点与所述第二谐振电容和所述变压器的副边绕组串联，构成第二谐振电路，所述第三全桥开关电路的两端为输出端。

本发明一优选的实施例中，所述第二全桥开关电路的工作频率为所述第一谐振电路的谐振频率，所述第三全桥开关电路的工作频率为所述第二谐振电路的谐振频率。