CN113949087A - 一种厂用直流功率双向传输*** - Google Patents

一种厂用直流功率双向传输*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种厂用直流功率双向传输***，包括：400V厂用交流单元、MMC多电路拓扑变流单元和220V厂用直流单元；其中，所述400V厂用交流单元、MMC多电路拓扑变流单元和220V厂用直流单元3共同组成厂用直流功率双向传输***。本发明采用MMC多电路拓扑变流装置作为发电厂厂用400V低压交流母线与厂用220V直流母线相连的装置，可以实现厂用***失电情况下，直流蓄电池向厂用400V低压交流母线供电，进一步的为了避免直流蓄电池放电试验时的电能浪费，当进行蓄电池放电试验时，该部分电能可以通过MMC多电路拓扑变流装置回馈至厂用400V低压交流***，实现能量回收。

Description

一种厂用直流功率双向传输***
技术领域
本发明涉及一种厂用直流功率双向传输***，具体涉及一种采用MMC多电路拓扑作为厂用400V交流母线和220V直流母线连接变流装置，可以实现厂用直流功率双向传输，当400V厂用母线失电后，直流蓄电池可以通过MMC多电路拓扑变流装置向交流母线供电。
背景技术
在发电厂厂用电***中，直流***扮演着及其重要的角色，220V直流母线向一些控制负荷，动力负荷供电，这些动力、控制负荷包括：直流电机、电磁机构、保护装置、控制、通讯、事故照明灯。
发电厂厂用400V低压交流母线一般通过高频整流模块与厂用220V直流母线相连。当发电厂厂用***失电后，直流***由直流蓄电池供电，400V低压交流母线由柴油发电机供电，两套***直接的不耦合，增加了失电后的操作难度，无法实现协调调控。通常为了测试直流蓄电池性能，需要定时对直流蓄电池进行放电试验，目前广泛采用电阻放电装置以10C倍率放电，这不仅会造成电能白白浪费，还会引起电阻放电装置发热，需要专人看守，增加了工作量也有安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种厂用直流功率双向传输***，采用MMC多电路拓扑变流装置作为发电厂厂用400V低压交流母线与厂用220V直流母线相连的装置，可以实现厂用***失电情况下，直流蓄电池向厂用400V低压交流母线供电，进一步的为了避免直流蓄电池放电试验时的电能浪费，当进行蓄电池放电试验时，该部分电能可以通过MMC多电路拓扑变流装置回馈至厂用400V低压交流***，实现能量回收。
为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案来实现：
一种厂用直流功率双向传输***，包括：400V厂用交流单元、MMC多电路拓扑变流单元和220V厂用直流单元；
其中，所述400V厂用交流单元、MMC多电路拓扑变流单元和220V厂用直流单元3共同组成厂用直流功率双向传输***。
本发明进一步的改进在于，400V厂用交流单元包括：400V厂用A相交流输电线路、400V厂用B相交流输电线路、400V厂用C相交流输电线路和400V低压厂用交流负荷；所述400V厂用A相交流输电线路、所述400V厂用B相交流输电线路和所述400V厂用C相交流输电线路共同组成400V厂用交流输电网，向所述交流负荷供电。
本发明进一步的改进在于，MMC多电路拓扑变流单元包括：MMC多电路上桥臂和MMC多电路下桥臂；所述MMC多电路上桥臂及所述MMC多电路下桥臂包括所述MMC子模块及所述滤波电感；所述MMC多电路上桥臂及所述MMC多电路下桥臂共同组成MMC多电路拓扑变流装置。
本发明进一步的改进在于，220V厂用直流单元包括：220V厂用直流正极母线、220V厂用直流负极母线、蓄电池组、蓄电池组正极开关QF1、蓄电池组负极开关QF2和直流负荷；所述蓄电池组正极与所述蓄电池组正极开关QF1相连，所述蓄电池组负极与所述蓄电池组负极开关QF2相连，所述蓄电池组正极开关QF1连接于所述220V厂用直流正极母线，所述蓄电池组负极开关QF2连接于所述220V厂用直流负极母线，所述直流负荷正极连接于所述220V厂用直流正极母线，所述直流负荷负极连接于所述220V厂用直流负极母线。
本发明进一步的改进在于，所述MMC多电路拓扑变流单元交流侧A相连接于400V厂用A相交流输电线路，所述MMC多电路拓扑变流单元交流侧B相连接于400V厂用B相交流输电线路，所述MMC多电路拓扑变流单元交流侧C相连接于400V厂用C相交流输电线路；所述MMC多电路拓扑变流单元直流侧正极连接于所述220V厂用直流正极母线，所述MMC多电路拓扑变流单元直流侧负极连接于所述220V厂用直流负极母线；所述MMC多电路拓扑变流单元实现整流即功率由所述400V厂用交流单元向所述220V厂用直流单元传输，实现逆变即功率由所述220V厂用直流单元向所述400V厂用交流单元传输。
本发明进一步的改进在于，正常情况下，所述400V厂用交流单元通过所述MMC多电路拓扑变流单元向所述直流负荷供电，所述MMC多电路拓扑变流单元工作于整流模式，所述蓄电池组正极开关QF1，所述蓄电池组负极开关QF2处于闭合状态，所述蓄电池组处于浮充状态。
本发明进一步的改进在于，当所述400V厂用交流单元失电，此时所述蓄电池组切换为放电模式，通过220V厂用直流正极母线和所述220V厂用直流负极母线向所述直流负荷供电，并且通过所述MMC多电路拓扑变流单元向所述400V厂用交流单元供电，保证所述交流负荷不失电，此时所述MMC多电路拓扑变流单元工作于逆变模式。
本发明进一步的改进在于，当所述蓄电池组进行放电试验时，通过闭合所述蓄电池组正极开关QF1及所述蓄电池组负极开关QF2 3-5向所述直流负荷供电，并且通过所述MMC多电路拓扑变流单元向所述交流负荷供电，避免所述蓄电池组放电试验时的电能浪费，实现能量回收。
与现有技术相比，本发明至少具有如下有益的技术效果：
1.本发明可以实现厂用直流功率双向传输，400V厂用交流单元失电后，可以通过直流蓄电池反向向400V厂用交流单元供电。
2.本发明采用MMC多电路拓扑变流装置作为400V厂用交流单元与220V直流单元连接换流装置，控制方式灵活，可以实现电能双向流通。
3.本发明能够实现厂用直流蓄电池放电试验时的放电利用，避免电能浪费。
附图说明
图1为厂用直流功率双向传输***示意图。
附图标记说明：
1—400V厂用交流单元；2—MMC多电路拓扑变流单元；3—220V厂用直流单元；1-1—400V厂用A相交流输电线路；1-2—400V厂用B相交流输电线路；1-3—400V厂用C相交流输电线路；1-4—400V低压厂用交流负荷；2-1—MMC多电路上桥臂；2-2—MMC多电路下桥臂；2-3—MMC子模块；2-4—滤波电感；3-1—220V厂用直流正极母线；3-2—220V厂用直流负极母线；3-3—蓄电池组；3-4—蓄电池组正极开关QF1；3-5—蓄电池组负极开关QF2；3-6—220V厂用直流负荷。
具体实施方式
下面通过附图，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
如图1所示，本发明提供的一种厂用直流功率双向传输***，包括：400V厂用交流单元1；MMC多电路拓扑变流单元2；220V厂用直流单元3。其中，所述400V厂用交流单元1、MMC多电路拓扑变流单元2、220V厂用直流单元3共同组成厂用直流功率双向传输***。
所述400V厂用A相交流输电线路1-1、所述400V厂用B相交流输电线路1-2、所述400V厂用C相交流输电线路1-3共同组成400V厂用交流输电网，向所述交流负荷1-4供电。所述MMC多电路上桥臂2-1及所述MMC多电路下桥臂2-2共同组成MMC多电路拓扑变流装置，所述MMC多电路上桥臂2-1及所述MMC多电路下桥臂2-2包括所述MMC子模块2-3及所述滤波电感2-4。所述蓄电池组3-3正极与所述蓄电池组正极开关QF1 3-4相连，所述蓄电池组3-3负极与所述蓄电池组负极开关QF2 3-5相连，所述蓄电池组正极开关QF1 3-4连接于所述220V厂用直流正极母线3-1，所述蓄电池组负极开关QF2 3-5连接于所述220V厂用直流负极母线3-2，所述直流负荷3-6正极连接于所述220V厂用直流正极母线3-1，所述直流负荷3-6负极连接于所述220V厂用直流负极母线3-2。
所述MMC多电路拓扑变流单元2交流侧A相连接于400V厂用A相交流输电线路1-1，所述MMC多电路拓扑变流单元2交流侧B相连接于400V厂用B相交流输电线路1-2，所述MMC多电路拓扑变流单元2交流侧C相连接于400V厂用C相交流输电线路1-3。所述MMC多电路拓扑变流单元2直流侧正极连接于所述220V厂用直流正极母线3-1，所述MMC多电路拓扑变流单元2直流侧负极连接于所述220V厂用直流负极母线3-2。所述MMC多电路拓扑变流单元2可以实现整流即功率由所述400V厂用交流单元1向所述220V厂用直流单元2传输，也可以实现逆变即功率由所述220V厂用直流单元2向所述400V厂用交流单元1传输。
正常情况下，所述400V厂用交流单元1通过所述MMC多电路拓扑变流单元2向所述3直流负荷3-6供电，所述MMC多电路拓扑变流单元2工作于整流模式，所述蓄电池组正极开关QF1 3-4，所述蓄电池组负极开关QF2 3-5处于闭合状态，所述蓄电池组3-3处于浮充状态。
当所述400V厂用交流单元1失电，此时所述蓄电池组3-3切换为放电模式，通过220V厂用直流正极母线3-1和所述220V厂用直流负极母线3-2向所述直流负荷3-6供电，并且通过所述MMC多电路拓扑变流单元2向所述400V厂用交流单元1供电，保证所述交流负荷1-4不失电，此时所述MMC多电路拓扑变流单元2工作于逆变模式。
当所述蓄电池组3-3进行放电试验时，通过闭合所述蓄电池组正极开关QF1 3-4及所述蓄电池组负极开关QF2 3-5向所述直流负荷3-6供电，进一步的，可以通过所述MMC多电路拓扑变流单元2向所述交流负荷1-4供电，避免所述蓄电池组3-3放电试验时的电能浪费，实现能量回收。

Claims (8)

1.一种厂用直流功率双向传输***，其特征在于，包括：400V厂用交流单元、MMC多电路拓扑变流单元和220V厂用直流单元；
其中，所述400V厂用交流单元、MMC多电路拓扑变流单元和220V厂用直流单元3共同组成厂用直流功率双向传输***。
2.根据权利要求1所述的一种厂用直流功率双向传输***，其特征在于，400V厂用交流单元包括：400V厂用A相交流输电线路、400V厂用B相交流输电线路、400V厂用C相交流输电线路和400V低压厂用交流负荷；所述400V厂用A相交流输电线路、所述400V厂用B相交流输电线路和所述400V厂用C相交流输电线路共同组成400V厂用交流输电网，向所述交流负荷供电。
3.根据权利要求2所述的一种厂用直流功率双向传输***，其特征在于，MMC多电路拓扑变流单元包括：MMC多电路上桥臂和MMC多电路下桥臂；所述MMC多电路上桥臂及所述MMC多电路下桥臂包括所述MMC子模块及所述滤波电感；所述MMC多电路上桥臂及所述MMC多电路下桥臂共同组成MMC多电路拓扑变流装置。
4.根据权利要求3所述的一种厂用直流功率双向传输***，其特征在于，220V厂用直流单元包括：220V厂用直流正极母线、220V厂用直流负极母线、蓄电池组、蓄电池组正极开关QF1、蓄电池组负极开关QF2和直流负荷；所述蓄电池组正极与所述蓄电池组正极开关QF1相连，所述蓄电池组负极与所述蓄电池组负极开关QF2相连，所述蓄电池组正极开关QF1连接于所述220V厂用直流正极母线，所述蓄电池组负极开关QF2连接于所述220V厂用直流负极母线，所述直流负荷正极连接于所述220V厂用直流正极母线，所述直流负荷负极连接于所述220V厂用直流负极母线。
5.根据权利要求4所述的一种厂用直流功率双向传输***，其特征在于，所述MMC多电路拓扑变流单元交流侧A相连接于400V厂用A相交流输电线路，所述MMC多电路拓扑变流单元交流侧B相连接于400V厂用B相交流输电线路，所述MMC多电路拓扑变流单元交流侧C相连接于400V厂用C相交流输电线路；所述MMC多电路拓扑变流单元直流侧正极连接于所述220V厂用直流正极母线，所述MMC多电路拓扑变流单元直流侧负极连接于所述220V厂用直流负极母线；所述MMC多电路拓扑变流单元实现整流即功率由所述400V厂用交流单元向所述220V厂用直流单元传输，实现逆变即功率由所述220V厂用直流单元向所述400V厂用交流单元传输。
6.根据权利要求5所述的一种厂用直流功率双向传输***，其特征在于，正常情况下，所述400V厂用交流单元通过所述MMC多电路拓扑变流单元向所述直流负荷供电，所述MMC多电路拓扑变流单元工作于整流模式，所述蓄电池组正极开关QF1，所述蓄电池组负极开关QF2处于闭合状态，所述蓄电池组处于浮充状态。
7.根据权利要求6所述的一种厂用直流功率双向传输***，其特征在于，当所述400V厂用交流单元失电，此时所述蓄电池组切换为放电模式，通过220V厂用直流正极母线和所述220V厂用直流负极母线向所述直流负荷供电，并且通过所述MMC多电路拓扑变流单元向所述400V厂用交流单元供电，保证所述交流负荷不失电，此时所述MMC多电路拓扑变流单元工作于逆变模式。
8.根据权利要求7所述的一种厂用直流功率双向传输***，其特征在于，当所述蓄电池组进行放电试验时，通过闭合所述蓄电池组正极开关QF1及所述蓄电池组负极开关QF2 3-5向所述直流负荷供电，并且通过所述MMC多电路拓扑变流单元向所述交流负荷供电，避免所述蓄电池组放电试验时的电能浪费，实现能量回收。
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