[实用新型]具备故障穿越能力的柔性直流输电装置及直流输电系统

说明书

本申请实施例提供一种具备故障穿越能力的柔性直流输电装置及直流输电系统，该装置包括：三相串联非对称混合子模块模块化多电平变换器和处理模块，所述三相串联非对称混合子模块模块化多电平变换器与所述处理模块相连接，所述三相串联非对称混合子模块模块化多电平变换器包括a相拓扑结构、b相拓扑结构和c相拓扑结构，所述处理模块包括计算单元和控制单元，所述计算单元用于在所述装置正常运行及发生故障时确定所述上桥臂输出的第一电压和所述下桥臂输出的第二电压，所述控制模块用于在所述装置正常运行及发生故障时控制所述上桥臂输出所述第一电压，以及控制所述下桥臂输出所述第二电压，因此，本申请实施例能减少处理直流线路故障时的成本。

技术领域

本申请涉及柔性配电技术领域，具体涉及一种具备故障穿越能力的柔性直流输电装置及直流输电系统。

背景技术

我国现有直流输电系统大多采用点对点的两端直流输电技术，基本只有在负荷中心岛上建有受端换流站，但现有直流系统直流输电走廊附近存在大量岛屿有获取/发出电能的需求，一方面，有些地区的发展需要充足的电力供应，可在这些地区建立独立换流站满足其从直流输电网络获取电力的需求；另一方面，直流输电走廊附近部分区域有充沛的清洁发电资源却苦于没有电力输出通道，可在这部分区域建立换流站将清洁能源送入现有直流输电网络充分利用这部分资源。为保证输电经济性，需采用架空线路，而这种裸露的线路容易发生短路、闪络等暂时性的故障。

目前，针对上述故障主要的解决方案为采用三相并联模块化多电平换流器的方案(MMC，Modular Multilevel Converter)，但该类方案在遇到直流线路故障时处理故障的成本较高。

实用新型内容

本申请实施例提供一种具备故障穿越能力的柔性直流输电装置及直流输电系统，能够减少处理直流线路故障时的成本。

本申请实施例的第一方面提供了一种柔性直流输电装置，所述装置包括三相串联非对称混合子模块模块化多电平变换器和处理模块，所述三相串联非对称混合子模块模块化多电平变换器与所述处理模块相连接；

所述三相串联非对称混合子模块模块化多电平变换器包括a相拓扑结构、b相拓扑结构和c相拓扑结构，所述a相拓扑结构、b相拓扑结构和c相拓扑结构为相同的拓扑结构；

所述a相拓扑结构的第二端与所述b相拓扑结构的第一端相连接，所述b相拓扑结构的第二端与所述c相拓扑结构的第一端相连接；

所述a相拓扑结构包括上桥臂和下桥臂，所述上桥臂包括第一子上桥臂和第二子上桥臂，所述下桥臂包括第一子下桥臂和第二子下桥臂；

所述第一子上桥臂的第一端、所述第二子上桥臂的第一端与所述a相拓扑结构的第一端相连接，所述第一子上桥臂的第二端与所述第一子下桥臂的第一端、交流电网相连接，所述第二子上桥臂的第二端与所述第二子下桥臂的第一端、所述交流电网相连接，所述第一子下桥臂的第二端、第二子下桥臂的第二端与所述a相拓扑结构的第二端相连接；

所述处理模块包括计算单元和控制单元，所述计算单元用于在所述装置正常运行及发生故障时确定所述上桥臂输出的第一电压和所述下桥臂输出的第二电压，所述控制单元用于在所述装置正常运行及发生故障时控制所述上桥臂输出所述第一电压，以及控制所述下桥臂输出所述第二电压。

结合本申请实施例的第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述第一子上桥臂包括N个半桥子模块，所述N个半桥子模块依次串联连接，所述半桥子模块包括：开关S1、开关S2、二极管D1、二极管D2和电容Csm，N为正整数；

所述开关S1的第一端与所述电容Csm的第一端、所述二极管D1的正极相连接，所述开关S1的第二端与所述开关S2的第一端、所述二极管D1的负极、所述二极管D2的正极相连接，所述开关S2的第二端与所述二极管D2的负极、Csm的第二端相连接。