[发明专利]直流变压器及其故障撑压方法

说明书

本申请涉及一种直流变压器及其故障撑压方法。所述方法包括：获取故障撑压模块的实际消耗功率，所述故障撑压模块包括撑压电阻及第一可控开关单元；根据所述实际消耗功率获取所述第一可控开关单元的占空比；根据所述占空比控制所述第一可控开关单元的开通或关断，以控制所述撑压电阻的投入及切出。采用本方法能够使直流变压器投入配电网中使用时，低压侧部分负荷丢失时，通过撑压电阻的投切，保证了输入侧功率需求的稳定性，为新能源发电系统提供了友好的运行环境；同时，在低压侧负荷恢复时，通过切出撑压电阻即可恢复运行，简化了中压直流配电系统的控制。

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，特别是涉及一种直流变压器及其故障撑压方法。

背景技术

随着“双碳”目标的提出，能源清洁化已经成为了电网企业所重点关注的问题。在此背景下，光伏、风电等清洁能源以其节能环保、配置灵活、初始投资小等优点迅速发展。然而，高渗透率的分布式能源接入将对传统交流配电网的电压质量产生巨大影响。鉴于此，借鉴输电层面对直流技术的应用，直流配电网逐渐受到了人们的关注。在直流配电网中，直流变压器是完成电能传输与电压变换的关键换流设备。

传统的直流变压器应用到直流配电网中时，当直流电网发生故障或部分负荷丢失，新能源中压直流配电网为了防止中压侧的剩余功率升高中压侧电压从而导致毁坏直流变压器的发生，必须进行切机动作，这对于新能源发电系统是不友好的。同时，当低压侧故障清除后，需要重新恢复被切的新能源系统，延长了停电时间，增加了低压侧故障处理的复杂性。尤其对于瞬时低压直流故障而言，上述操作严重降低了供电质量。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种直流变压器及其故障撑压方法，实现低压侧负荷变化时，DAB型直流变压器输入侧所需功率不变。

为了实现上述目的及其他目的，本申请的一方面提供了一种直流变压器故障撑压方法，所述直流变压器包括故障撑压模块及预设数量个直流变换单元，各所述直流变换单元的输入端均与新能源中压直流配电网电连接，各所述直流变换单元的输出端并联均与低压直流配电网电连接，所述方法包括：

获取故障撑压模块的实际消耗功率，所述故障撑压模块包括撑压电阻及第一可控开关单元；

根据所述实际消耗功率获取所述第一可控开关单元的占空比；

根据所述占空比控制所述第一可控开关单元的开通或关断，以控制所述撑压电阻的投入及切出。

与上述实施例中的直流变压器故障撑压方法中，通过获取实际消耗功率与额定功率做除法求出占空比，从而确定直流变压器的低压侧部分负荷是否丢失：若丢失则根据控制第一可控开关单元的开通从而控制故障撑压模块投入，保证输入侧功率需求的稳定性，为新能源发电系统提供了友好的运行环境；若没有丢失则根据控制第一可控开关单元的关断从而控制故障撑压模块切出，即可恢复新能源系统运行，简化了中压直流配电系统的控制。

在其中一个实施例中，所述获取故障撑压模块的实际消耗功率包括：

获取所述直流变压器的输入功率P_in及所述直流变压器的输出功率P_out；

根据如下公式计算所述故障撑压模块的实际消耗功率P₁：

P₁＝P_in-P_out，当低压侧部分或全部负荷发生故障时，通过求直流变压器输入功率与输出功率的差值，从而获取所述故障撑压模块中撑压电阻的实际消耗功率。

在其中一个实施例中，所述根据所述实际消耗功率得到所述第一可控开关单元的占空比包括：

获取所述撑压电阻的阻值R及所述新能源中压直流侧的电压U_dc；

根据如下公式计算所述故障撑压模块的额定消耗功率P₂：