[发明专利]中压直流配电网黑启动二次设备供电装置

说明书

本发明公开了一种中压直流配电网黑启动二次设备供电装置，包括黑启动供电电源装置和二次设备供电稳压装置；黑启动供电电源装置连接中压直流母线和二次设备供电稳压装置，在黑启动初期从中压直流母线取电为二次设备供电稳压装置供电；二次设备供电稳压装置与黑启动供电电源装置、多直流端口电力电子变压器二次设备和低压直流母线相连，在黑启动运行全阶段为多直流端口电力电子变压器二次设备供电。本发明中压直流配电网黑启动二次设备供电装置可以在中压直流配电网完全失去电源且储能装置及备用电源中电能耗尽的情况下，为多直流端口电力电子变压器二次设备可靠供电使中压直流配电网完成黑启动。

技术领域

本发明属于电源领域，尤其涉及一种中压直流配电网黑启动二次设备供电装置。

背景技术

随着新能源的大规模接入电力系统，分布式发电和柔性负荷的在成本和灵活性方面的优势逐渐显现，而直流配电系统可以以更友好的方式接入分布式电源和负荷。因此，建设和发展直流配电系统适应节能减排和能源综合利用的需求，在促进再生能源接入和传统电网智能化方面具有重要意义。

当中压直流配电网因故障而脱网后，系统可以依赖分布式电源和储能系统提供电源并通过切除部分负荷的方式降低系统负荷使系统处于孤岛运行状态。但由于中压直流配电系统的本质仍然是配电系统，系统中配置的储能容量通常是不足以平衡分布式电源而使系统长期运行的。当系统中因储能中电量耗尽后，中压直流配电网不得不切除所有负荷处于关停状态，而多直流端口电力电子变压器则依靠备用电源处于休眠状态，当备用电源无法供电时，多直流端口电力电子变压器则不得不处于关闭状态。

现有的±10kV直流配电网中，多直流端口电力电子变压器的二次供电设备采用交流供电，这使得直流配网系统中仍需要而外的DC/AC及交流配电网络来提供可靠的工频交流电源。二次设备均为直流负荷或非工频交流负荷，使用工频交流供电不但增加大量的工频交流供电设施，增加成本的同时也降低了系统的可靠性。当直流配电网断电且电力电子变压器关闭后，DC/AC也需要额外的电源启动。

所以，目前的中压直流配电网中迫切地需要一种可以使中压直流配电系统黑启动的可靠的直流电源为多直流端口电力电子变压器的二次供电设备供电。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种中压直流配电网黑启动二次设备供电装置，解决中压直流配电系统中多直流端口电力电子变压器二次设备在黑启动中低成本可靠供电问题，提高多直流端口电力电子变压器对不同工作场景的适用性，使中压直流配电系统稳定运行。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种中压直流配电网黑启动二次设备供电装置，包括黑启动供电电源装置和二次设备供电稳压装置；黑启动供电电源装置连接中压直流母线和二次设备供电稳压装置，在黑启动初期从中压直流母线取电为二次设备供电稳压装置供电；二次设备供电稳压装置与黑启动供电电源装置、多直流端口电力电子变压器二次设备和低压直流母线相连，在黑启动运行全阶段为多直流端口电力电子变压器二次设备供电；

所述黑启动供电电源装置包括充电电阻、储能装置、电压限制装置及磁保持继电器；充电电阻连接中压直流母线，磁保持继电器的触点分别连接充电电阻和储能装置，磁保持继电器的释放线圈与储能装置和电压限制装置相连，磁保持继电器的吸合线圈由二次设备供电稳压装置中的二次设备供电控制装置控制，储能装置的供电端口与二次设备供电稳压装置连接；

所述二次设备供电稳压装置包括集成稳压模块和二次设备供电控制装置，所述集成稳压模块分别连接储能装置和低压直流母线，输出端连接二极管，为多直流端口电力电子变压器二次设备和二次设备供电控制装置供电；二次设备供电控制装置依据测得的集成稳压模块端口电压及多直流端口电力电子变压器二次设备的状态信息判断是否需要向黑启动供电电源装置中磁保持继电器的吸合线圈输出激励信号。

进一步地，所述储能装置为电容、超级电容和/或电池。

进一步地，所述电压限制装置为稳压二极管或避雷器，用于限制储能装置完成充电后的电压。