一种利用谐振环节配置直流输电主电路结构

摘要

本发明涉及一种利用谐振环节配置直流输电主电路结构，包括单极运行结构和双极运行结构；单极运行结构和双极运行结构均包括谐振环节和整流环节；谐振环节包括谐振升压环节和谐振降压环节；谐振升压环节与整流环节连接后和谐振降压环节通过直流电缆或直流输电线路连接；谐振升压环节、整流环节和谐振降压环节构成直流输电单极运行方式和双极运行方式；谐振升压环节和整流环节连接后的结构包括单一谐振升压结构、谐振升压串联结构和谐振升压并联结构；谐振降压环节包括单一谐振降压结构、谐振串联降压结构和谐振并联降压结构。本发明利用谐振环节的串并联技术灵活配置直流输电主电路结构，解决目前新能源并网系统中DC/DC环节造价高及设计困难的问题。

主权项

一种利用谐振环节配置的直流输电主电路结构，其特征在于，所述直流输电主电路结构包括单极运行结构或双极运行结构；所述单极运行结构和双极运行结构包括谐振环节；所述谐振环节包括谐振升压环节和谐振降压环节；所述谐振升压环节与谐振降压环节通过直流电缆或直流输电线路连接；所述谐振升压环节和整流环节连接后的结构包括单一谐振升压结构、谐振升压串联结构或谐振升压并联结构；谐振降压环节包括单一谐振降压结构、谐振串联降压结构或谐振并联降压结构；所述单极运行结构中谐振升压环节结构包括单一谐振升压结构I、谐振升压环节串联结构I或谐振升压环节并联结构I；所述单极运行结构中谐振降压环节结构包括单一谐振降压结构II、谐振降压环节串联结构II或谐振降压环节并联结构II；所述单一谐振升压结构I包括单一谐振升压环节单元I和整流环节I；单一谐振升压环节单元I包括低压大电容C10、高压小电容C11、晶闸管T11、晶闸管T13和谐振电抗器L11；所述低压大电容C10的一端与晶闸管T11的阳极连接，另一端与晶闸管T13的阴极连接；晶闸管T11的阴极分别与晶闸管T13的阳极和谐振电抗器L11的一端连接；谐振电抗器L11的另一端分别与高压小电容C11的一端和整流环节I中的半波整流桥D11的阳极连接；高压小电容C11的另一端分别与晶闸管T13的阴极和整流环节I中的续流二极管D12阳极连接；整流环节I包括半波整流桥D11、平波电抗器L12、支撑电容器C12和续流二极管D12；其中半波整流桥D11的阴极分别与平波电抗器L12的一端和续流二极管D12的阴极连接；平波电抗器L12的另一端与支撑电容器C12的一端连接，平波电抗器L12的另一端还通过直流电缆或直流输电线路与单一谐振降压结构II中的晶闸管T21连接，续流二极管D12的阳极与支撑电容器C12的另一端连接；支撑电容器C12的另一端与单一谐振降压结构II中的电容C20的另一端连接；所述谐振升压环节串联结构I包括至少两个单一谐振升压结构I串联；其中两个单一谐振升压结构I分别为单一谐振升压环节单元II连接整流环节II和单一谐振升压环节单元III连接整流环节III；所述单一谐振升压环节单元II包括低压大电容C50、高压小电容C51、晶闸管T51、晶闸管T53和谐振电抗器L51；所述低压大电容C50的一端与晶闸管T51的阳极连接，另一端与晶闸管T53的阴极连接；晶闸管T51的阴极分别与晶闸管T53的阳极和谐振电抗器L51的一端连接；谐振电抗器L51的另一端分别与高压小电容C51的一端和整流环节II中的半波整流桥D51的阳极连接；高压小电容C51的另一端分别与晶闸管T53的阴极和续流二极管D52的阳极连接；所述整流环节II包括半波整流桥D51、平波电抗器L52、支撑电容器C52和续流二极管D52；其中半波整流桥D51的阴极分别与平波电抗器L52的一端和续流二极管D52的阴极连接；平波电抗器L52的另一端通过直流电缆或直流输电线路与谐振降压环节单元I中晶闸管T61的阳极连接，平波电抗器L52的另一端与支撑电容器C52的另一端连接；续流二极管D52的阳极与支撑电容器C52的一端连接；支 撑电容器C52的一端与整流环节III中的平波电抗器L72的另一端连接；所述单一谐振升压环节单元III包括低压大电容C70、高压小电容C71、晶闸管T71、晶闸管T73、谐振电抗器L71；所述低压大电容C70的一端与晶闸管T71的阳极连接，另一端与晶闸管T73的阴极连接；晶闸管T71的阴极分别与晶闸管T73的阳极和谐振电抗器L71的一端连接；谐振电抗器L71的另一端分别与高压小电容C71的一端和整流环节III中的半波整流桥D71的阳极连接；高压小电容C71的另一端分别与晶闸管T73的阴极和整流环节III中的续流二极管D72的阳极连接；所述整流环节III包括半波整流桥D71、平波电抗器L72、支撑电容器C72和续流二极管D72；其中半波整流桥D71的阴极分别与平波电抗器L72的一端和续流二极管D72的阴极连接；平波电抗器L72的另一端与支撑电容器C72的一端连接，续流二极管D72的阳极与支撑电容器C72的另一端连接；支撑电容器C72的另一端通过直流电缆或直流输电线路与谐振降压环节单元II中的电容C80的另一端连接；所述谐振升压环节并联结构I包括至少两个谐振升压环节单元并联和一个整流环节IV，其中两个谐振升压环节单元分别为谐振升压环节单元IV和谐振升压环节单元V；所述谐振升压环节单元IV包括低压大电容C90、高压小电容C91、晶闸管T91、晶闸管T92和谐振电抗器L91；所述低压大电容C90的一端与晶闸管T91的阳极连接，另一端与晶闸管T92的阴极连接；所述晶闸管T91的阴极分别与谐振电抗器L91的一端和晶闸管T92的阳极连接；所述晶闸管T92的阴极与高压小电容C91的另一端连接；所述谐振电抗器L91的另一端分别与高压小电容C91的一端和整流环节IV中的整流二极管D91的阳极连接；高压小电容C91的另一端与谐振升压环节单元V中的低压大电容C110的另一端连接；所述谐振升压环节单元V包括低压大电容C110、高压小电容C111、晶闸管T111、晶闸管T112和谐振电抗器L111；所述低压大电容C110的一端与晶闸管T111的阳极连接，另一端与晶闸管T112的阴极连接；所述晶闸管T111的阴极分别与谐振电抗器L111的一端和晶闸管T112的阳极连接；所述晶闸管T112的阴极与高压小电容C111的一端连接；所述谐振电抗器L111的另一端与高压小电容C111的另一端和整流环节IV中的整流二极管D111的阳极连接；高压小电容C111的一端分别与晶闸管T112的阴极和整流环节IV中的续流二极管D112的阳极连接；所述整流环节IV包括整流二极管D91、整流二极管D111、平波电抗器L113、支撑电容器C114和续流二极管D112；所述谐振升压环节单元IV和谐振升压环节单元V分别与各自对应的整流二极管阳极相连，且整流二极管D91与整流二极管D111的阴极相连后分别与平波电抗器L113的一端和续流二极管D112的阴极连接；所述续流二极管D112的阳极与支撑电容器C114的一端连接；所述平波电抗器L113的另一端与支撑电容器C114的另一端连接，并通过直流电缆或直流输电线路分别与谐振降压环节单元III中的电容C100的一端和谐振降压环节单元IV中的电容C120的一端连接，所述支撑电容器C114的另一 端通过直流电缆或直流输电线路与谐振降压环节单元IV中的电容C120的另一端连接；所述单一谐振降压结构II包括电容C20、高压小电容C21、低压大电容C22、晶闸管T21、晶闸管T22、晶闸管T23、电抗器L21、电抗器L22和负载电阻R21；所述电容C20的一端与晶闸管T21的阳极连接，另一端和晶闸管T23的阳极连接；所述晶闸管T21的阴极分别与晶闸管T23的阴极和电抗器L21的一端连接；电抗器L21的另一端分别与晶闸管T22的阳极和高压小电容C21的一端连接；所述高压小电容C21的另一端和晶闸管T23的阳极连接；所述晶闸管T22的阴极与电抗器L22的一端连接；所述电抗器L22的另一端分别与低压大电容C22的一端和负载电阻R21的一端连接；所述低压大电容C22的另一端分别与高压小电容C21的另一端和负载电阻R21的另一端连接；所述谐振降压环节串联结构II包括至少两个单一谐振降压结构II串联；其中两个单一谐振降压结构II分别为谐振降压环节单元I和谐振降压环节单元II；所述谐振降压环节单元I包括电容C60、高压小电容C61、低压大电容C62、晶闸管T61、晶闸管T62、晶闸管T63、电抗器L61、电抗器L62和负载电阻R6；所述电容C60的一端与晶闸管T61的阳极连接，另一端和晶闸管T63的阳极连接；所述晶闸管T61的阴极分别与电抗器L61的一端和晶闸管T63的阴极连接；所述电抗器L61的另一端分别与晶闸管T62的阳极和高压小电容C61的一端连接；所述晶闸管T62的阴极与电抗器L62的一端连接；所述电抗器L62的另一端分别低压大电容C62的一端和负载电阻R6的一端连接；所述晶闸管T63的阳极与高压小电容C61的另一端连接；高压小电容C61的另一端与低压大电容C62的另一端连接；低压大电容C62的另一端和负载电阻R6的另一端连接；所述谐振降压环节单元II包括电容C80、高压小电容C81、低压大电容C82、晶闸管T81、晶闸管T82、晶闸管T83、电抗器L81、电抗器L82和负载电阻R8；所述电容C80的一端与晶闸管T81的阳极连接，另一端与晶闸管T83的阳极连接；所述晶闸管T81的阴极分别与电抗器L81的一端和晶闸管T83的阴极连接；所述电抗器L81的另一端分别与晶闸管T82的阳极和高压小电容C81的一端连接；所述晶闸管T82的阴极与电抗器L82的一端连接；所述电抗器L82的另一端分别与低压大电容C82的一端和负载电阻R8的一端连接；所述晶闸管T83的阳极与高压小电容C81的另一端连接；高压小电容C81的另一端与低压大电容C82的另一端连接；低压大电容C82的另一端和负载电阻R8的另一端连接；所述谐振升压环节串联结构I和谐振降压环节串联结构II之间用一条直流电缆或直流输电线路连接；所述谐振降压环节并联结构II包括至少两个单一谐振降压结构II并联，其中两个谐振降压环节单元分别为谐振降压环节单元III和谐振降压环节单元IV；所述谐振降压环节单元III包括电容C100、高压小电容C101、低压大电容C102、晶闸管T101、晶闸管T102、晶闸管T103、电抗器L101、电抗器L102和负载电阻R10；所述电容C100的一端与晶闸管T101的阳极连接，另一端与晶闸管T103的阳极连接；所述晶闸管T101的阴极分别与电抗器L101的一端和 晶闸管T103的阴极连接；所述电抗器L101的另一端分别与晶闸管T102的阳极和高压小电容C101的一端连接；所述晶闸管T102的阴极与电抗器L102的一端连接；所述电抗器L102的另一端分别与低压大电容C102的一端和负载电阻R10的一端连接；所述晶闸管T103的阳极与高压小电容C101的另一端连接；高压小电容C101的另一端与低压大电容C102的另一端连接；低压大电容C102的另一端和负载电阻R10的另一端连接；所述谐振降压环节单元IV包括电容C120、高压小电容C121、低压大电容C122、晶闸管T121、晶闸管T122、晶闸管T123、电抗器L121、电抗器L122和负载电阻R12；所述电容C120的一端与晶闸管T121的阳极连接，另一端与晶闸管T123的阳极连接；所述晶闸管T121的阴极分别与电抗器L121的一端和晶闸管T123的阴极连接；所述电抗器L121的另一端分别与晶闸管T122的阳极和高压小电容C121的一端连接；所述晶闸管T122的阴极与电抗器L122的一端连接；所述电抗器L122的另一端分别低压大电容C122的一端和负载电阻R12的一端连接；所述晶闸管T123的阳极和高压小电容C121的另一端连接；高压小电容C121的另一端与低压大电容C122的另一端连接；低压大电容C122的另一端和负载电阻R12的另一端连接；所述谐振升压环节并联结构I和谐振降压环节并联结构II之间用一条直流电缆或直流输电线路连接；双极运行结构中的谐振升压环节结构包括单一谐振升压结构III、谐振升压环节串联结构III或谐振升压环节并联结构III；双极运行结构中的谐振降压环节结构包括单一谐振降压结构IV、谐振降压环节串联结构IV或谐振降压环节并联结构IV；所述单一谐振升压结构III由两个单一谐振升压结构I共地连接构成；所述单一谐振降压结构IV由两个单一谐振降压结构II共地连接构成；所述单一谐振升压结构III和单一谐振降压结构IV之间用两条直流电缆或直流输电线路连接；所述谐振升压环节串联结构III由两个谐振升压环节串联结构I共地连接构成；所述谐振降压环节串联结构IV由串联的两个谐振降压环节串联结构II共地连接构成；所述谐振升压环节串联结构III和谐振降压环节串联结构IV之间用两条直流电缆或直流输电线路连接；所述谐振升压环节并联结构III由两个谐振升压环节并联结构I共地连接构成；所述谐振降压环节并联结构IV由两个谐振降压环节并联结构II共地连接构成；所述谐振升压环节并联结构III和谐振降压环节并联结构IV之间通过两条直流电缆或直流输电线路连接。