一種直流配電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種直流配電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著能源危機(jī)加劇和環(huán)境污染日益嚴(yán)重，我國正大力開發(fā)和利用可再生能源等清 潔能源技術(shù)。然而，隨著風(fēng)能、太陽能等可再生能源利用規(guī)模日益擴(kuò)大，其分布式、間歇性等 特點(diǎn)使得采用傳統(tǒng)的交流電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模新能源接入面臨許多問題，例如在新能源接 入時(shí)沖擊較大。同時(shí)，從國內(nèi)外的智能電網(wǎng)的發(fā)展方向可知，可再生能源的發(fā)展將使用戶側(cè) 電網(wǎng)即配電網(wǎng)上的電源高度分散化。因此，未來城市配電網(wǎng)面臨著大量含有新能源電源的 分布式電源、微網(wǎng)系統(tǒng)的廣泛接入問題，而這將給現(xiàn)有交流配電網(wǎng)帶來很多技術(shù)上的難題。
[0003] 與此同時(shí)，城市輸電走廊的匱乏，負(fù)荷的持續(xù)快速增長及用戶對供電可靠性要求 的不斷提高，使得滿足城市負(fù)荷中心需求，持續(xù)向用戶供給優(yōu)質(zhì)可靠的電能面臨著越來越 大的困難和挑戰(zhàn)。因此，加快城市電網(wǎng)發(fā)展和保證供電安全可靠就成為了一項(xiàng)緊迫而又艱 巨的任務(wù)。目前城市電網(wǎng)的供電方式主要采用含有架空線路的高中壓交流系統(tǒng)供電，一些 大中城市中心區(qū)域采用地下交流電纜供電。高壓交流電纜供電在一定程度上解決了城市電 網(wǎng)中輸電走廊缺乏、電力設(shè)施與城市景觀不和諧等問題，但依然受到供電距離、交流系統(tǒng)穩(wěn) 定性等因素的限制。
[0004] 由此可見，如何克服傳統(tǒng)的交流電力系統(tǒng)在大規(guī)模新能源接入時(shí)面臨的沖擊，以 及如何提升供電距離和提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性來滿足城市電網(wǎng)的發(fā)展要求是本領(lǐng)域技術(shù)人 員亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種直流配電系統(tǒng)，用于克服傳統(tǒng)的交流電力系統(tǒng)在大規(guī)模 新能源接入時(shí)面臨的沖擊和城市電網(wǎng)的發(fā)展限制。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種直流配電系統(tǒng)，包括至少一個(gè)直流配電子 系統(tǒng)和新能源配電子系統(tǒng)，所述直流配電子系統(tǒng)和所述新能源配電網(wǎng)子系統(tǒng)均與直流母線 連接，所述直流配電子系統(tǒng)包括：
[0007] 通過交流母線和交流變壓器與交流電網(wǎng)連接的換流站，用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流 電；
[0008] 連接所述換流站和所述直流母線的直流開關(guān)；
[0009] 所述新能源配電子系統(tǒng)包括：
[0010] 與新能源配電網(wǎng)連接的直流變壓器，用于將所述新能源配電子系統(tǒng)的直流電進(jìn)行 電壓轉(zhuǎn)換；
[0011] 連接所述直流變壓器和所述直流母線的直流開關(guān)。
[0012] 優(yōu)選地，包括：第一直流配電子系統(tǒng)、第二直流配電子系統(tǒng)和第三直流配電子系 統(tǒng)。
[0013] 優(yōu)選地，所述第一直流配電子系統(tǒng)的換流站采用三相半橋級聯(lián)式電壓源型換流 器，所述三相半橋級聯(lián)式電壓源型換流器具體包括：多個(gè)三相半橋模塊，所述三相半橋模塊 采用三相六橋臂結(jié)構(gòu)，且每個(gè)橋臂至少串接有一個(gè)第一帶反向二極管的IGBT ;
[0014] 所述三相半橋模塊的直流輸出側(cè)依次并聯(lián)有電容、電阻和二極管，所述直流輸出 側(cè)的正極串聯(lián)有第二帶反向二極管的IGBT ;
[0015] 其中，所述第二帶反向二極管的IGBT在所述電阻和所述二極管之間，所述第二帶 反向二極管的IGBT的發(fā)射極與二極管的陰極連接，作為所述三相半橋模塊的直流正極端 口，所述二極管的陽極與所述直流輸出側(cè)的正極連接，作為所述三相半橋模塊的直流正極 端口。
[0016] 優(yōu)選地，所述第二直流配電子系統(tǒng)的換流站采用混合型模塊化多電平換流器，且 為三相六橋臂結(jié)構(gòu)，每個(gè)橋臂均含有多個(gè)半橋子模塊和多個(gè)類全橋子模塊且每個(gè)橋臂串接 有電感；
[0017] 其中，所述半橋子模塊包括：第一帶反向二極管的IGBT、第二帶反向二極管的 IGBT和第一電容，所述第一帶反向二極管的IGBT的集電極與所述第一電容的一端連接，所 述第一電容的另一端與所述第二帶反向二極管的IGBT的發(fā)射極連接作為所述半橋子模塊 的低壓端，所述第一帶反向二極管的IGBT的發(fā)射極與所述第二帶反向二極管的IGBT的集 電極連接作為所述半橋子模塊的高壓端；
[0018] 所述類全橋子模塊包括：第三帶反向二極管的IGBT、第四帶反向二極管的IGBT、 第五帶反向二極管的IGBT、第二電容和二極管，所述第三帶反向二極管的IGBT的集電極與 所述二極管的陰極和所述第二電容的一端連接，所述第三帶反向二極管的IGBT的發(fā)射極 與所述第四帶反向二極管的IGBT的集電極連接作為所述類全橋子模塊的高壓端，所述第 四帶反向二極管的IGBT的發(fā)射極與所述第五帶反向二極管的IGBT的發(fā)射極和所述第二電 容的另一端連接，所述二極管的陽極與所述第五帶反向二極管的IGBT的集電極連接作為 所述類全橋子模塊的低壓端。
[0019] 優(yōu)選地，所述第三直流配電子系統(tǒng)的換流站采用半橋型模塊化多電平換流器，且 為三相六橋臂結(jié)構(gòu)，每個(gè)橋臂均含有多個(gè)半橋子模塊且每個(gè)橋臂串接有電感；
[0020] 其中，所述半橋子模塊包括：第一帶反向二極管的IGBT、第二帶反向二極管的 IGBT和第一電容，所述第一帶反向二極管的IGBT的集電極與所述第一電容的一端連接，所 述第一電容的另一端與所述第二帶反向二極管的IGBT的發(fā)射極連接作為所述半橋子模塊 的低壓端，所述第一帶反向二極管的IGBT的發(fā)射極與所述第二帶反向二極管的IGBT的集 電極連接作為所述半橋子模塊的高壓端。
[0021] 優(yōu)選地，還包括：
[0022] 直流斷路器，所述直流斷路器的一端與所述直流母線連接，另一端與所述第三直 流配電子系統(tǒng)的換流站連接。
[0023] 優(yōu)選地，所述直流斷路器為混合式直流斷路器。
[0024] 優(yōu)選地，所述直流變壓器為輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)全橋型直流變壓器。
[0025] 本發(fā)明所提供的直流配電系統(tǒng)包括至少一個(gè)直流配電子系統(tǒng)和新能源配電子系 統(tǒng)，直流配電子系統(tǒng)和新能源配電網(wǎng)子系統(tǒng)均與直流母線連接。直流配電子系統(tǒng)包括：換流 站和直流開關(guān)；新能源配電子系統(tǒng)包括：直流變壓器和直流開關(guān)。其中，直流開關(guān)均與直流 母線連接。通過換流站和直流開關(guān)將交流配電網(wǎng)的電能轉(zhuǎn)換為直流電，且通過直流變壓器 和直流開關(guān)將新能源配電網(wǎng)的電能轉(zhuǎn)為直流電，最終通過直流母線輸送電能。相對于現(xiàn)有 技術(shù)中的交流配電系統(tǒng)而言，本系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)將新能源配電網(wǎng)平滑接入，并且該系統(tǒng)可以 包括多個(gè)直流配電子系統(tǒng)，這樣可以擴(kuò)展。
【附圖說明】
[0026] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖做簡單的 介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0027] 圖1為本發(fā)明提供的一種直流配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
[0028] 圖2為本發(fā)明提供的一種三相半橋級聯(lián)式電壓源型換流器的結(jié)構(gòu)圖；
[0029] 圖3為本發(fā)明提供的一種半橋子模塊的結(jié)構(gòu)圖；
[0030] 圖4為本發(fā)明提供的一種類全橋子模塊的結(jié)構(gòu)圖；
[0031] 圖5為本發(fā)明提供的一種混合式直流斷路器的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例?；诒?發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下，所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。
[0033] 本發(fā)明的核心是提供一種直流配電系統(tǒng)。
[0034] 為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】 對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0035] 一種直流配電系統(tǒng)，包括至少一個(gè)直流配電子系統(tǒng)和新能源配電子系統(tǒng)，直流配 電子系統(tǒng)和新能源配電網(wǎng)子系統(tǒng)均與直流母線連接，直流配電子系統(tǒng)包括：
[0036] 通過交流母線和交流變壓器與交流電網(wǎng)連接的換流站，用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流 電；