THDCT系列

直流固态变压器

多种灵活的控制方式
具备冗余控制功能,可靠性高
自带平衡控制,谐波小
响应速度快

直流输配电技术的发展

随着可再生能源技术和储能技术的发展,在现代的交流配电网中,包含了越来越多的分布式电源和储能系统,这些电源产生的电能为直流电,或者通过简单的整流可以变为直流电。现代配电网中的负荷情况也正在发生改变,越来越多的负荷采用直流供电方式,例如LED照明灯、液晶电视、个人电脑、电动车和手机等。据估计,在未来20年之内将有50%的负荷采用直流供电方式。传统交流供电网络中,这些直流电源和直流负荷均通过DC/AC变换器接入电网。
直流配电网可以直接将直流电源和直流负荷连接在一起,无需额外的变换器,从而节省大量的中间变换环节。与交流配电网相比,直流配电网成本和损耗更低,效率更高。另外,由于直流输电不存在频率和相位问题,互联系统之间的干扰和影响小,因此采用直流输配电可以有效隔离交流系统的电压跌落和消除交流谐波的影响,而且不需要补偿无功功率,从而提高供电的电能质量。
直流配电网中,由于存在着不同电压等级的直流母线,各级电压等级的直流母线需要经过功率变换器实现功率交换。直流固态变压器(dc Solid State Transformer, DCSST),也称为直流变压器(dc transformer,DCT),利用电力电子开关器件和现代控制技术,进行高频的能量和功率控制,可实现不同电压等级的直流母线、可再生能源发电系统、储能系统和负载系统的有效管理,它具有双向功率流动的功能,可以分别控制有功和无功功率,具有即插即用功能,是直流输配电网的一次系统主体。

THDCT产品介绍

THDCT是本公司的直流变压器系列产品,用于实现直流电和直流电不同电压等级的转换和电能传输。主要用于柔性直流配电网的基础建设或科研院所的应用研究。

产品原理

低压小容量的直流变压器结构如下图所示,一侧的直流电源经过半桥或全桥逆变后,成为高频交流电源,再经过高频隔离变压器,经整流再次成为直流电源。两边的直流电压等级可控。

为了提高直流变压器的电压等级和容量等级,中压大容量的直流变压器结构如图2所示,与其他结构相比,这种主电路结构避免了电力电子开关器件的直接串联,通过采用高频隔离DAB单元串并联的组合方式,不仅实现了高电压和低电压等级的变换,还实现了高电压和低电压直流母线的电气隔离以及功率的双向流动,功率密度高。

型号命名

产品型号示例:
THDCT-500/760/400-ACH表示西威公司的直流变压器产品,额定容量为500kVA,高压侧直流电压为760V,低压侧直流电压为400V,A表示风冷,C表示柜式,H表示上进线。

产品性能与功能

控制模式灵活

可双向功率传输,可定高压侧直流电压、定低压侧直流电压等模式;

 

保护功能完备

具有完备的直流故障保护和自检功能;

平衡控制

自带平衡控制,可保持各模块工作特性一致;

 

响应速度快

采用全控型器件和高速DSP,整机响应时间小于20ms;

 

冗余控制

当某DAB模块故障时可自动旁路,系统可靠性高;

 

谐波含量低

谐波含量小于1%;

组网方式灵活

由于采用串并联模块式主电路结构,可灵活构成所需的电压等级和容量。

 

产品技术指标

实测波形

DCT启动过程中的两侧电压波形