[发明专利]一种深井非煤矿电气化铁道多端混合直流供电电气拓扑

说明书

本发明涉及一种深井非煤矿电气化铁道多端混合直流供电电气拓扑，属于矿业电气技术领域。本发明包括M个基于线控换流器的电力送出端，M≥1；N个基于电压源换流器的电力接收端，N≥1。常规直流送端和VSC直流受端接入直流母线形成并联结构，常规直流送端的输送功率等于所有的VSC直流受端的输送功率的总和；每一所述常规直流送端采用定直流电流控制方式或定直流功率控制方式，所述VSC直流受端采用定直流电压控制方式。本发明和传统矿井供电系统相比，提高了用电可靠性，适用于深井非煤矿作业环境下的供电需求。

技术领域

本发明涉及一种深井非煤矿电气化铁道多端混合直流供电电气拓扑，属于矿业电气技术领域。

背景技术

传统矿井采用交流供电，通过电缆将电力传至负荷处，但交流供电因负荷波动会引起电压在较大范围的波动，故采用直流输电以提高供电可靠性。

而LCC-HVDC(line commutated converter-HVDC)存在无功功率较大、易换向失败等缺点，并且交流系统处理故障能力较弱。作为深井非煤矿作业环境下的供电系统，供电稳定性近年来，模块化多电平换流器(modular multilevel converters，MMC)作为基于电压源换流器的高压直流传输系统(HVDC based on voltage source converter，VSC-HVDC)主要拓扑之一，拥有可连接无源或弱源网络，谐波小，无换向故障风险等优势。因此将LCC和MMC结合形成LCC-MMC高压直流输电系统，可综合LCC和MMC的优点，LCC作为整流站可节省成本，MMC作为逆变站可增强操作的灵活性，避免了换向故障对接收端的不利影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种深井非煤矿电气化铁道多端混合直流供电电气拓扑，提高输电系统的稳定性，从而解决上述问题。

本发明的技术方案是：一种深井非煤矿电气化铁道多端混合直流供电电气拓扑，包括M个基于线控换流器的(line commutated converter，LCC)电力送出端，简称常规直流送端，M≥1；N个基于电压源换流器的(voltage source converter，VSC)电力接收端，简称VSC直流受端，N≥1；常规直流送端和VSC直流受端接入直流母线形成并联结构，常规直流送端的输送功率等于所有的VSC直流受端的输送功率的总和；所述常规直流送端采用定直流电流控制方式或定直流功率控制方式，每一所述VSC直流受端均采用定直流电压控制方式。本发明和传统矿井供电系统相比，提高了用电可靠性，适用于深井非煤矿作业环境下的供电需求。

所述VSC直流受端分为两种情况：其一，所述VSC受端呈多电平结构，由若干个电压源型换流器组成，所述电压源型换流器依次连接形成单极结构，并在负极出线处接地；其二，所述VSC直流受端呈模块化多电平结构，所述VSC直流受端包括若干个第一换流模块，所述第一换流模块依次连接形成单极结构，并在负极出线处接地。所述VSC直流受端采用定直流电压控制方式。

进一步的，所述VSC直流受端输入端依次连接平波电抗器，直流断路器。

所述常规直流送端包括若干个第二换流模块，所述第二换流模块依次连接形成单极结构，负极出线处接地。所述常规直流送端采用定直流电流控制方式或定直流功率控制方式。

进一步的，所述第二换流模块输入端用于与位于交流侧的交流滤波器连接，所述第二换流模块输出端依次连接直流滤波器，平波电抗器，直流断路器。

本发明的有益效果是：本发明和传统矿井供电系统相比，提高了用电可靠性，适用于深井非煤矿作业环境下的供电需求。

附图说明

图1是本发明一种优选实施例的结构示意图；

图2是本发明VSC直流受端呈多电平结构时的一种优选实施例的结构示意图；

图3是本发明VSC直流受端呈模块化多电平结构的一种优选实施例的结构示意图；