專利名稱：一種脈沖輸電系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力輸電系統(tǒng)，更具體涉及一種脈沖輸電系統(tǒng)。
背景技術：
直流輸電具有輸送容量大、距離遠、輸送功率的大小和方向可以快速控制和調節(jié)、不受系統(tǒng)穩(wěn)定極限的限制等諸多優(yōu)點，只有導線電阻的損耗，主要應用于遠距離大容量輸電、電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)等方面，但是其技術難度大、造價高、大功率的直流交流變換設備制造困難，而且當前的用電設備絕大多數(shù)為交流。交流輸電可方便地通過變壓器升壓和降壓，但是常規(guī)正弦交流輸電線路中除了有導線的電阻損耗外還有交流感抗的損耗，不能做太遠距離輸電，而且并網(wǎng)還要考慮相位一致性
實用新型內容
鑒于上述現(xiàn)有技術的現(xiàn)狀和存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種脈沖輸電系統(tǒng)，兼容直流輸電與正弦交流輸電，為直流輸電從高壓向低壓及用電設備延伸提供平滑的過渡，其既有直流輸電的易于傳輸?shù)膬?yōu)點，又有交流輸電易于轉換的優(yōu)點。本實用新型的目的通過如下技術方案實現(xiàn)。本實用新型還提供一種脈沖輸電系統(tǒng)，其包括三相全波整流模塊，用于將三相正弦交流電整流為直流，其中含有紋波；其他各種直流能源轉換裝置，為直流發(fā)電機、太陽能直流能源轉換裝置或化學能直流能源轉換裝置中的一種以上；送電端直流-脈沖轉換模塊，用于將各種直流能源轉換裝置輸出的直流電、三相全波整流模塊整流后的帶有紋波的直流電轉換成頻率高于工頻且頻率與占空比可調的脈沖；送電端脈沖變壓器，用于將直流-脈沖轉換模塊輸出的高于工頻頻率的脈沖進行電壓級別轉換，提高電壓降低電流；送電端高壓脈沖轉換模塊，用于對送電端脈沖變壓器輸出的高于工頻頻率的脈沖進行轉換，使其變?yōu)轭l率低于工頻且頻率與占空比可調的脈沖或直流以降低線路損耗，利于能量傳輸；輸電線路，用于傳輸送電端高壓脈沖轉換模塊輸出的脈沖或直流；受電端高壓脈沖轉換模塊，用于將輸電線路傳輸?shù)闹绷骰蛎}沖轉換為頻率高于工頻且頻率與占空比可調的脈沖；受電端脈沖變壓器，用于將受電端高壓脈沖轉換模塊輸出的脈沖進行電壓級別轉換，降低電壓，滿足用電設備或低壓電網(wǎng)的電壓要求；受電端低壓脈沖轉換模塊，用于將受電端脈沖變壓器輸出的脈沖轉換為工頻脈沖或與工頻正弦等效的脈沖。進一步優(yōu)化的，送電端直流-脈沖轉換模塊與受電端低壓脈沖轉換模塊輸出的脈沖的頻率與占空比能根據(jù)用電情況、輸電線路、變電設備以及用電設備參數(shù)進行調整。進一步優(yōu)化的，還包括低壓輸電線路，用于將受電端低壓脈沖轉換模塊輸出的工頻脈沖或與工頻正弦等效的脈沖輸送到用電設備。進一步優(yōu)化的，所述其他各種直流能源轉換裝置為直流發(fā)電機、太陽能直流能源轉換裝置或化學能直流能源轉換裝置中的一種以上。上述輸電系統(tǒng)的輸電方法在送電端，將電網(wǎng)或發(fā)電機輸出的三相正弦交流電整流成含有紋波的直流電，直流電網(wǎng)以及其他各種直流能源轉換裝置輸出的直流電與所述含有紋波的直流電一起被轉換成頻率高于工頻且頻率與占空比可調的脈沖；利用脈沖變壓器對轉換后的脈沖進行電壓級別的轉換，提高電壓降低電流；經(jīng)電壓級別轉換后的脈沖經(jīng)過轉換后變成直流或低于工頻且頻率與占空比可調的脈沖，再通過輸電線路輸送到受電地區(qū)；在受電端，將輸電線路輸送來的直流或頻率與占空比可調的脈沖轉換成頻率高于工頻的脈沖，利用脈沖變壓器對轉換后的脈沖進行電壓級別的轉換，降低電壓以 滿足用電設備的要求，對經(jīng)電壓級別轉換后的脈沖進行轉換，變成工頻脈沖或與工頻正弦等效的脈沖供用戶使用。進一步的，在送電端或受電端轉換成的所述高于工頻頻率的脈沖頻率與占空比能根據(jù)用電情況、輸電線路、變電設備以及用電設備參數(shù)進行調整。進一步的，在送電端通過輸電線路輸送的頻率與占空比可調的脈沖為正脈沖、負脈沖或正負脈沖。進一步的，在送電端，所述電壓級別的轉換由送電端脈沖變壓器實現(xiàn)。進一步的，在受電端，所述電壓級別的轉換由受電端脈沖變壓器實現(xiàn)。進一步的，所述其他各種直流能源轉換裝置為直流發(fā)電機、太陽能直流能源轉換裝置或化學能直流能源轉換裝置中的一種以上。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有如下優(yōu)點和技術效果直流與脈沖之間的相互轉換更易于實現(xiàn)，直流轉換為脈沖只需控制GTO、IGBT,IGCT等全可控電力電子器件的導通與截止時間即可方便地實現(xiàn)脈沖的頻率與占空比的調整；正負脈沖轉換為直流通過單向導通器件及濾波電容即可實現(xiàn)；高頻脈沖與低頻脈沖之間的轉換通過控制GTO、IGBT, IGCT等全可控電力電子器件的導通與截止以及切換正負路徑即可實現(xiàn)；本實用新型既有直流輸電易于傳輸、損耗低的優(yōu)點，又具有正弦交流輸電易于進行電壓轉換與控制的優(yōu)點；本實用新型為直流輸電與交流輸電之間提供一種中間態(tài)，可兼容交直流電網(wǎng)、正弦交流電網(wǎng)及絕大多數(shù)的用電設備，為直流輸電從高壓向低壓及用電設備延伸提供平滑的過渡。

圖I為脈沖輸電系統(tǒng)的結構示意圖。圖2為脈沖輸電系統(tǒng)中各模塊的電路主結構示意圖。
具體實施方式
[0029]
以下結合附圖和實例對本實用新型的具體實施作進一步說明。如圖I為脈沖輸電系統(tǒng)結構示意圖，包括順次連接的三相全波整流模塊、送電端直流-脈沖轉換模塊、送電端脈沖變壓器、送電端高壓脈沖轉換模塊、輸電線路、受電端高壓脈沖轉換模塊、受電端脈沖變壓器和受電端低壓脈沖轉換模塊。圖I中I為三相正弦交流電網(wǎng)；2為發(fā)電機組，輸出的三相正弦交流電；三相全波整流模塊3的電路主結構如圖2所示，包括GTO、IGBT, IGCT等全控型半導體器件、換流閥(VI、V2、V3、V4、V5、V6)及其濾波、控制與保護電路部分，用于將三相正弦交流電整流為帶有紋波的直流；4為直流電網(wǎng)或太陽能等各種能源轉換裝置輸出的直流電；送電端直流-脈沖轉換模塊5的電路主結構如圖2所示，包括GTO、IGBT, IGCT等全控型半導體(V7、V8)及其控制與保護電路部分，通過控制(V7、V8)的導通與截止時間順序即可方便地控制脈沖的極性、頻率與占空比，用于將直流電網(wǎng)或整流后帶紋波的直流電轉換成頻率高于工頻的脈沖，其頻率與占空比可根據(jù)用電 情況、輸電線路、變電設備以及用電設備等參數(shù)調整；送電端脈沖變壓器6，用于將送電端直流-脈沖轉換模塊5輸出的脈沖進行電壓級別轉換，提高電壓降低電流；送電端高壓脈沖轉換模塊7的電路主結構如圖2所示，包括GT0、IGBT、IGCT等全控型半導體器件(V9、V10、V11、V12、V13、V14、V15、V16)、單向導通器件及其濾波、控制與保護部分，其中V9、V10、V11、V12構成一組全橋整流，V13、V14、V15、V16構成一組全橋整流，通過兩組整理橋的工作順序控制脈沖的導通路徑將高頻脈沖轉換為低頻脈沖，將脈沖變壓器6輸出的脈沖進行轉換，使其變?yōu)榈陀诠ゎl頻率的脈沖或直流以利于能量傳輸，降低線路損耗；8為輸電線路，用于送電端高壓脈沖轉換模塊7輸出的脈沖或直流；受電端高壓脈沖轉換模塊9的電路主結構如圖2所示，由GTO、IGBT、IGCT等全控型半導體器件(V25、V26、V27、V28、V29、V30)及其濾波、控制與保護部分組成，其中V27、V28、V29、V30為全橋整流，用于將輸電線路輸送的脈沖轉換為直流，通過控制V25、V26的導通與截止時間順序將直流或低頻脈沖轉換為高頻脈沖，用于將輸電線路8傳輸?shù)闹绷骰蛎}沖轉換為頻率高于工頻的脈沖；受電端脈沖變壓器10，用于將受電端高壓脈沖轉換模塊9輸出的脈沖進行電壓級別轉換，降低電壓，滿足用電設備或低壓電網(wǎng)的電壓水平；受電端低壓脈沖轉換模塊11電路主結構如圖2的模塊11所示，由 GTO、IGBT、IGCT 等全控型半導體器件(V17、V18、V19、V20、V21、V22、V23、V24)、單向導通器件及其濾波、控制與保護部分組成，其中V17、V18、V19、V20構成一組全橋整流，V21、V22、V23、V24構成一組全橋整流，通過兩組整理橋的工作順序控制脈沖的導通路徑將高頻脈沖轉換為工頻脈沖或與工頻正弦等效的脈沖，用于將脈沖變壓器10輸出的脈沖轉換為工頻脈沖或與工頻正弦等效的脈沖；12為低壓輸電線路，用于將受電端低壓脈沖轉換模塊11輸出的工頻脈沖或與工頻正弦等效的脈沖輸送到用電設備，供用戶使用。本發(fā)明的一個比較好的實施方式為將發(fā)電機組2輸出的三相正弦交流電或三相正弦交流電網(wǎng)的交流電經(jīng)過三相全波整流模塊3整流后輸入直流-脈沖轉換模塊5，也可將直流電輸入到送電端直流-脈沖轉換模塊5，送電端直流-脈沖轉換模塊5將直流電轉換成頻率高于工頻的脈沖，以利于濾波，降低變壓器的體積，并形成正負電壓，再由送電端高壓脈沖轉換模塊7將高頻脈沖轉換為頻率低于工頻的低頻脈沖，以降低線路傳輸損耗，通過受電端高壓脈沖轉換模塊9將低頻脈沖轉換成高頻脈沖，由脈沖變壓器10降低電壓，再將受電端低壓脈沖轉換模塊11將高頻脈沖轉換為工頻脈沖或與工頻正弦等效的脈沖，供用電設備使用。[0032]本發(fā)明提供了一種直流輸電與交流輸電的中間狀態(tài)，兼容交直流電網(wǎng)及用電設備，為直流輸電向低壓端及用電設備延伸提供過渡。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
權利要求1.一種脈沖輸電系統(tǒng)，其特征在于包括 三相全波整流模塊，用于將三相正弦交流電整流為直流，其中含有紋波； 其他直流能源轉換裝置； 送電端直流-脈沖轉換模塊，用于將各種直流能源轉換裝置輸出的直流電、三相全波整流模塊整流后的帶有紋波的直流電轉換成頻率高于工頻且頻率與占空比可調的脈沖；送電端脈沖變壓器，用于將直流-脈沖轉換模塊輸出的高于工頻頻率的脈沖進行電壓級別轉換，提高電壓降低電流； 送電端高壓脈沖轉換模塊，用于對送電端脈沖變壓器輸出的高于工頻頻率的脈沖進行轉換，使其變?yōu)轭l率低于工頻且頻率與占空比可調的脈沖或直流； 輸電線路，用于傳輸送電端高壓脈沖轉換模塊輸出的脈沖或直流； 受電端高壓脈沖轉換模塊，用于將輸電線路傳輸?shù)闹绷骰蛎}沖轉換為頻率高于工頻且頻率與占空比可調的脈沖； 受電端脈沖變壓器，用于將受電端高壓脈沖轉換模塊輸出的脈沖進行電壓級別轉換，降低電壓，滿足用電設備或低壓電網(wǎng)的電壓要求； 受電端低壓脈沖轉換模塊，用于將受電端脈沖變壓器輸出的脈沖轉換為工頻脈沖或與工頻正弦等效的脈沖。
2.根據(jù)權利要求I所述的脈沖輸電系統(tǒng)，其特征在于送電端直流-脈沖轉換模塊與受電端低壓脈沖轉換模塊輸出的脈沖的頻率與占空比根據(jù)用電情況、輸電線路、變電設備以及用電設備參數(shù)進行調整。
3.根據(jù)權利要求I所述的脈沖輸電系統(tǒng)，其特征在于還包括低壓輸電線路，用于將受電端低壓脈沖轉換模塊輸出的工頻脈沖或與工頻正弦等效的脈沖輸送到用電設備。
4.根據(jù)權利要求I所述的脈沖輸電系統(tǒng)，其特征在于所述其他直流能源轉換裝置為直流發(fā)電機、太陽能直流能源轉換裝置或化學能直流能源轉換裝置中的一種以上。
專利摘要本實用新型公開了一種脈沖輸電系統(tǒng)，包括順次連接的三相全波整流模塊、送電端直流-脈沖轉換模塊、送電端脈沖變壓器、送電端高壓脈沖轉換模塊、輸電線路、受電端高壓脈沖轉換模塊、受電端脈沖變壓器和受電端低壓脈沖轉換模塊。送電端帶波紋的直流電被轉換成頻率與占空比可調的脈沖，轉換后的脈沖輸入到脈沖變壓器進行電壓級別的轉換，脈沖變壓器輸出的脈沖經(jīng)過轉換后變成直流或頻率與占空比可調的脈沖；在受電端將輸電線路輸送來的直流或脈沖轉換成頻率與占空比可調的脈沖，經(jīng)過脈沖變壓器進行電壓級別轉換，轉換后的脈沖再轉換成工頻脈沖或與工頻等效的脈沖供用戶使用。本實用新型可以兼容交直流電網(wǎng)及用電設備。
文檔編號H02J3/36GK202663128SQ201220308018
公開日2013年1月9日 申請日期2012年6月28日 優(yōu)先權日2012年6月28日
發(fā)明者謝寶忠, 陳鐵群 申請人:謝寶忠