[发明专利]基于分布式发电系统的三元换流系统

权利要求书

1.一种基于分布式发电系统的三元换流系统，其特征在于，包括：分布式发电系统、负载系统、电网系统、分别与所述分布式发电系统、负载系统和电网系统连接的换流装置和控制器；

所述换流装置包括：逆变装置和整流逆变装置，所述逆变装置通过第一组直流母线与所述整流逆变装置连接；

所述分布式发电系统通过第二组直流母线与所述换流装置连接，且所述第一组直流母线与所述第二组直流母线并联连接；

其中，所述控制器控制所述分布式发电系统、负载系统和电网系统各自与所述换流装置的连接状态，所述连接状态包括连通或关断。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，定义所述电网系统输入的有功功率为其输出的负向有功功率，则所述电网系统输出的有功功率与分布式发电系统输出的有功功率之和等于负载系统消耗的有功功率。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，当所述控制器控制所述分布式发电系统与所述换流装置关断，且所述电网系统通过所述换流装置与所述负载系统连通时，所述整流逆变装置工作在整流模式，将所述电网系统产生的交流电转换为直流电输送给所述逆变装置，并通过所述逆变装置将所述电网系统的转化的直流电转化为交流电后输送给所述负载系统。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，当所述控制器控制所述负载系统与所述换流装置关断，且所述分布式发电系统通过并联连接的所述第一组直流母线和所述第二组直流母线与所述电网系统连通时，如果所述分布式发电系统为负向负荷，则所述整流逆变装置工作在逆变模式，将所述分布式发电系统产生的直流电转换为交流电输送给所述电网系统。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，当所述控制器控制所述电网系统与所述换流装置关断，且所述分布式发电系统通过并联连接的所述第一组直流母线和所述第二组直流母线与所述负载系统连通时，所述整流逆变装置被截止，通过所述逆变装置将所述分布式发电系统产生的直流电转换为交流电输送给所述负载系统。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，当所述分布式发电系统为负向负荷时，所述第一组直流母线和所述第二组直流母线构成的直流母线系统的功率为零。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器控制所述分布式发电系统、负载系统和电网系统各自与所述换流装置的连接状态都是连通状态，当所述分布式发电系统提供的功率小于所述负载系统所需的功率时，所述整流逆变装置工作在整流模式来调度所述电网系统的电能，使得将所述分布式发电系统提供的直流电和所述整流逆变装置提供的直流电的输出能量叠加传输给所述负载系统。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器控制所述分布式发电系统、负载系统和电网系统各自与所述换流装置的连接状态都是连通状态，当所述分布式发电系统提供的功率大于所述负载系统所需的功率时，所述整流逆变装置工作在逆变模式，将所述分布式发电系统提供多余的直流电通过所述整流逆变装置反馈给所述电网系统。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的系统，其特征在于，通过控制所述整流逆变装置的脉冲信号，来调节所述整流逆变装置输出电压的基频分量幅值和相位。

10.根据权利要求1-8中任意一项所述的系统，所述整流逆变装置包括：

全控换流桥，包括采用三相两电平的拓扑结构，且每一桥臂均由IGBT组成，用于将直流电和交流电进行相互转换；

直流侧电容器，与所述全控换流桥并联连接，用于为所述全控换流桥提供电压支撑并缓冲桥臂关断时的冲击电流、减小直流侧谐波；

换流电抗器，与全控换流桥连通，用于对所述直流侧的电流进行滤波处理；

交流滤波器，与所述换流电抗器并联连接，用于滤除所述交流侧的谐波。

11.根据权利要求1-8中任意一项所述的系统，其特征在于，所述分布式发电系统为光伏发电系统、分布式风力发电系统、风光互补发电式系统或燃料电池发电系统。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述光伏发电系统包括，

太阳能电池阵列，用于产生阵列式直流电；

汇流装置，与所述太阳能电池阵列连接，用于将所述阵列式直流电在装置内汇流；

直流配电装置，与所述汇流装置连接，用于将所述汇流装置汇流后的直流电进行配电，将配电后的主流电通过所述第一组直流母线进行传输。