[发明专利]一种适用于多站融合的中压直流的直供系统及方法

说明书

本发明公开了一种适用于多站融合的中压直流的直供系统，系统是采用前级中压整流单元、中间直流支撑单元和后级直流变换单元的三级拓扑结构；前级中压整流单元的输入端通过交流母线与外部输入配电相连后，通过其内部的移相加不控整流的拓扑结构进行整流转换，其输出端采用直流母线与中间直流支撑单元电联接，中间直流支撑单元的输出端与后级直流变换单元电联接，输出脉宽可变的脉冲波形。本发明解决了现有变电站内部供电方案存在转换效率不高，中间环节过多、系统功率密度不高、多个不同电压和功率等级单元互联、系统内部电网络可重构等问题，同时降低了整体设备成本。另外，本发明还提供了一种适用于多站融合的中压直流的直供方法。

技术领域

本发明涉及电力系统中变电站技术领域中电力互联与供电技术，特别涉及一种适用于多站融合的中压直流的直供系统及方法。

背景技术

随着电网公司转型升级需要，传统变电站作为电网的关键枢纽，需要进一步融合储能电站、充电战以及数据中心等不同类型电源或负荷，面临着站用负荷容量大幅上升、现有土地资源有限，以及设备间的供电转换效率较低等新问题。为了现有变电站内部通常传递功率较小，通常为100～500kW以内，不同类型的站间通常功率仅为地址汇集在一起，传输效率不高。变电站内部相互之间的连接效率，降低传输损耗，减少中间环节，降低系统成本。

中国专利CN103117596B公开了一种用于变电站的分布式直流独立供电系统，该系统根据变电站的布局规划何用电设备的所需容量，将直流供电系统合理分布成几个各自独立运行的直流供电系统，就近安置在用电设备处。该系统主要采用直流母线互联各子系统，但是存在以下两个问题：(1)系统中装置中均为可控硅，存在功率因数较差、整流侧交流谐波含量较多等电能质量问题。(2)系统中直流线路电压为单一电压等级，不能直接应用于不同电压供电的负荷。

中国专利CN111404267A公开了一种用于三站合一的直流系统供电装置，该装置采用两组整流器和一组储能电池组成星型拓扑，复用储能电站内部储能单元，该装置内部整流装置采用可控整流器，效率和成本一般，同时直流母线线路电压等级和端口数量单一。

中国专利CN111884202A公开了一种用于多站合一结构及其控制方法，该装置采用柔性多态开关和电力电子变换器，灵活重构多站合一内部网络，同时但是存在转换环节效率不高，直流电压仅依靠电力电子变换器控制无法同时提供多个电压等级。

在本专利之前，文献[1]提出了适用于变电站结构的交流微电网结构，内部增加光伏、储能单元，其思路是在将变电站供电网络改变为架微电网，提高了变电站内部综合能耗、供电可靠性，该技术在实际应用中存在以下问题：

1、变换器环节较多，不仅有交流转直流环节，还有直流逆变为交流环节，经过两次转换以后系统效率降低。特别是在负荷效率不高的情况，综合效率只有90％。

2、控制复杂，需要综合考虑多种运行工况，考虑不同类型的电源负荷的运行特性。同事配备能量综合监控系统，上层控制与下级单元之家通讯，

3、系统成本提高，相对于传统变电站需新配置不同的接口装置，系统建设成本大幅提高。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一方面的目的是提供一种适用于多站融合的中压直流的直供系统。解决了现有变电站内部供电方案存在转换效率不高，中间环节过多、系统功率密度不高、多个不同电压和功率等级单元互联、系统内部电网络可重构等问题，同时降低了设备成本。本发明的第二方面的目的是提供了一种适用于多站融合的中压直流的直供方法。

本发明的第一方面的目的是通过以下技术方案实现的：

该种新型中压直流的直供系统，其拓扑结构包括前级中压整流单元、中间直流支撑单元和后级直流变换单元；

所述前级中压整流单元采用移相加不控整流的拓扑结构，输入端通过交流母线与外部输入配电相连，其输出端的直流母线与中间直流支撑单元电联接，所述中间直流支撑单元的输出端与后级直流变换单元电联接。