[发明专利]共用直流耗能装置的并联直流系统

说明书

本发明公开了共用直流耗能装置的并联直流系统，包括：多个送端换流器和多个受端换流器和直流耗能装置；对于送端换流器和受端换流器构成的对称单极并联直流系统；一组直流耗能装置两端分别通过开关与不同对称单极并联直流系统的直流侧正、负极极线相连，实现对称单极多回并联直流系统的直流耗能装置的共用；对于两个送端换流器和两个受端换流器构成的双极并联直流系统，多回双极并联直流系统的正极线和中性线间共用一组直流耗能装置，所述的多回双极并联直流系统的负极线和中性线间共用另一组直流耗能装置，实现双极多回并联直流系统共用两组直流耗能装置。通过共用直流耗能装置，减少直流耗能装置的组数，能够显著降低设备成本和占地。

技术领域

本发明涉及电力系统柔性直流输电技术领域，尤其涉及共用直流耗能装置的并联直流系统。

背景技术

在新能源高压直流输电送出工程中，直流耗能装置是至关重要的设备。直流耗能装置主要应用于新能源通过直流输送的应用场景，如果送端为风电场等新能源，当受端交流系统发生故障时，由于受端输送功率受限，能量将累积在直流侧，造成直流电压升高，危害设备的安全运行。对于海上风电工程，为了降低对海上换流站平台的体积和重量要求，一般将直流耗能装置设置在受端陆上换流站。

海上风电采用直流输电送出的现有工程均为两端柔性直流输电工程。随着对深远海风电资源的进一步开发，风电输电容量增大造成换流站平台增大建造困难，风电资源分散造成海上侧风能难以汇聚至单点进行传送，可采用多回直流送出方式，当多回直流的直流侧电压一致，可采用多回直流并联运行方式，提高可靠性。

现有技术中多回直流并联系统中需要在每个受端换流器的直流侧出口都装设一组直流耗能装置，需要的造价高，占地大，经济性差。

发明内容

本发明实施例提供共用直流耗能装置的并联直流系统，通过受端直流侧共用直流耗能装置，能够显著降低设备成本和造价。

本发明一实施例提供一种共用直流耗能装置的对称单极并联直流系统，包括：第一送端换流器、第二送端换流器、第一受端换流器、第二受端换流器和直流耗能装置；

所述第一送端换流器的正极通过第一正极极线与所述第一受端换流器的正极连接；所述第一送端换流器的负极通过第一负极极线与所述第一受端换流器的负极连接；

所述第二送端换流器的正极通过第二正极极线与所述第二受端换流器的正极连接；所述第二送端换流器的负极通过第二负极极线与所述第二受端换流器的负极连接；

所述第一正极极线通过第一正极开关与所述直流耗能装置的第一端连接，所述第一负极极线通过第一负极开关与所述直流耗能装置的第二端连接；

所述第二正极极线通过第二正极开关与所述直流耗能装置的第一端连接，所述第二负极极线通过第二负极开关与所述直流耗能装置的第二端连接。

优选地，所述直流耗能装置中功率模块的数量

所述直流耗能装置的额定电流其中，U_dc是对称单极并联直流系统的额定极间直流电压，U_dcSM是功率模块的额定直流电压，P₁是所述第一回对称单极直流系统的有功输送功率，P₂是所述第二回对称单极直流系统的有功输送功率。

进一步地，所述直流耗能装置采用集中式耗能电阻时，集中式耗能电阻数量为1，所述集中式耗能电阻的阻值为

所述集中式耗能电阻的能量E＝t×(P₁+P₂)；其中，α_Ud是所述直流耗能装置投入工作的直流电压动作定值，t是所述直流耗能装置投入工作的时长。

作为另一种优选方式，所述直流耗能装置采用分布式耗能电阻时，分布式耗能电阻数量等于功率模块的数量，分布式耗能电阻的阻值为