[发明专利]直流断耗装置及其控制方法

说明书

本申请提供直流断耗装置及其控制方法。所述直流断耗装置应用于柔性直流输电系统，所述装置包括分合支路、至少一个出线通流支路、至少一个出线选择支路和至少一个耗能电阻支路，所述分合支路的一端连接柔性直流输电系统的直流母线；所述出线通流支路的一端连接所述柔性直流输电系统的直流母线；所有所述出线选择支路的一端连接所述分合支路的另一端，所述出线选择支路的另一端与所述出线通流支路的另一端一一对应连接，同时与直流线路或换流器连接；所有所述耗能支路的一端连接所述分合支路的另一端。

技术领域

本申请涉及电力系统柔性直流输电技术领域，具体涉及直流断耗装置及其控制方法。

背景技术

柔性直流输电系统采用电压源型换流器，可以独立、快速控制控制有功功率和无功功率，从而提高系统的稳定性，抑制系统频率和电压的波动，提高并网交流系统的稳态性能。随着化石能源的日益枯竭和改善环境压力的日益增加，中国乃至世界均面临着能源结构的战略性调整，大规模开发和利用新能源势在必行。

多端柔性直流输电系统能够满足多电源供电和多落点受电的需求，相对多个两端输电系统能够有效降低换流站的数量，世界范围内正积极开展多端柔性直流输电系统的研究和发展。已投运的柔性直流输电系统工程大多采用模块化多电平换流器,该换流器不具备直流故障清除能力。对于连接新能源的柔性直流输电系统，交流系统故障期间需要采用耗能设备消耗盈余的功率，避免柔性直流输电系统因过压停运。因此，未来的接入新能源发电系统的柔性直流输电系统需要同时配置直流断路器以及直流耗能设备，但造价相应较高。

发明内容

本申请实施例提供一种直流断耗装置，应用于柔性直流输电系统，所述装置包括分合支路、至少一个出线通流支路、至少一个出线选择支路和至少一个耗能电阻支路，所述分合支路的一端连接所述柔性直流输电系统的直流母线；所述出线通流支路的一端连接所述柔性直流输电系统的直流母线；所有所述出线选择支路的一端连接所述分合支路的另一端，所述出线选择支路的另一端与所述出线通流支路的另一端一一对应连接，同时与直流线路或换流器连接；所有所述耗能支路的一端连接所述分合支路的另一端。

根据一些实施例，所述耗能电阻支路包括至少两个耗能电阻、至少一个正向电力电子开关和至少两个反向二极管，任一耗能电阻的一端通过所述正向电力电子开关连接相邻耗能电阻的一端形成级联；任一耗能电阻与相邻耗能电阻通过所述反向二极管并联连接；第一个耗能电阻未连接正向电力电子开关的端口作为所述耗能电阻支路的一端，最后一个耗能电阻未连接正向电力电子开关的端口作为耗能电阻支路的另一端；或者所述耗能电阻支路包括耗能电阻、正向电力电子开关和反向二极管，其中，所述正向电力电子开关与所述反向二极管反并联连接后与所述耗能电阻串联连接；其中，所述耗能电阻支路中的反向二极管可取消，所述正向电力电子开关包括晶闸管、IGCT或GTO的至少一种。

根据一些实施例，所述分合支路包括第一电力电子双向开关、与所述第一电力电子双向开关并联连接的非线性电阻或避雷器；或者所述分合支路包括串联连接的第一电力电子双向开关和负压耦合装置，以及与所述第一电力电子双向开关并联连接的非线性电阻或避雷器。

根据一些实施例，所述出线通流支路包括第一快速机械开关，所述第一快速机械开关包括至少一个串联的机械开关；或者串联连接的第一快速机械开关和第二电力电子双向开关。