一种利用谐振环节配置直流输电主电路结构.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102904277 A (43)申请公布日 2013.01.30 C N 1 0 2 9 0 4 2 7 7 A *CN102904277A* (21)申请号 201210338761.9 (22)申请日 2012.09.13 H02J 3/38(2006.01) H02J 3/36(2006.01) H02M 3/10(2006.01) (71)申请人国网智能电网研究院 地址 102211 北京市昌平区小汤山镇大东流 村路270号（未来科技城） 申请人国家电网公司 (72)发明人温家良 王秀环 李跃 周军川 张堃 (74)专利代理机构北京安博达知识产权代理有 限公司。

2、 11271 代理人徐国文 (54) 发明名称 一种利用谐振环节配置直流输电主电路结构 (57) 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。

3、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。 (51)Int.Cl. 权利要求书4页 说明书8页 附图3页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 4 页 说明书 8 页 附图 3 页 1/4页 2 1.一种利用谐振环节配置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和双极运行结构；所述单极运行结构和双极运行结构包括谐振环节和 整流环节；所述谐振环节包括谐振升压环节和谐振降压环节；所述谐振升压环节和整流环 节连接后，与谐振降压环节通过直流电缆。

4、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。 2.如权利要求1所述的利用谐振环节配置直流输电主电路结构，其特征在于，所述单 极运行方式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和谐 振升压环节并联结构I；所述单极运行方式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和谐振降压环节并联结构II。 3.如权利要求2所述的利用谐振环节配置直流输电主电路结构，其特征在于，所述单 一谐振升压结构I包括单一谐振升压。

5、环节单元I和整流环节I； 单一谐振升压环节单元I包括直流电源DC1、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、晶闸管T11、谐振电抗器L11和高 压小电容C11依次连接；所述直流电源DC1并联在低压大电容C10两端；所述晶闸管T13并 联在高压小电容C11与谐振电抗器L11两端； 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、平波电抗器L12与支撑电容器C12依次连接；所述续流二极管D12并 联在平波电抗器L12及支撑电容器C12两端。 4.如权利要求2所述的利用谐振。

6、环节配置直流输电主电路结构，其特征在于，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。 5.如权利要求4所述的利用谐振环节配置直流输电主电路结构，其特征在于，所述单 一谐振升压环节单元II包括直流电源DC5、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、晶闸管T51、谐振电抗器L51和高压小 电容C51依次连接；所述直流电源DC5并联在低压大电容C50两端；所述晶闸管T53并联在 高压小电容C5。

7、1与谐振电抗器L51两端； 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、平波电抗器L52与支撑电容器C52依次连接；所述续流二极管 D52并联在平波电抗器L52及支撑电容器C52两端。 6.如权利要求4所述的利用谐振环节配置直流输电主电路结构，其特征在于，所述单 一谐振升压环节单元III包括直流电源DC7、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、晶闸管T71、谐振电抗器L71和高压小电 容C71依次连接；所述直流电源DC7并联在低压大电容C70两端；所述晶闸。

8、管T73并联在高 压小电容C71与谐振电抗器L71两端； 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、平波电抗器L72与支撑电容器C72依次连接；所述续流二极管 权 利 要 求 书CN 102904277 A 2/4页 3 D72并联在平波电抗器L72及支撑电容器C72两端。 7.如权利要求5和6中任一项所述的利用谐振环节配置直流输电主电路结构，其特征 在于，所述支撑电容器C52和支撑电容器C72串联。 8.如权利要求2所述的利用谐振环节配置直流输电主电路结构，其特征在于，所述谐 振升压环节并联结构I包括至少两个谐振升压。

9、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。 9.如权利要求8所述的利用谐振环节配置直流输电主电路结构，其特征在于，所述谐 振升压环节单元IV包括直流电源DC9、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、晶闸管T91、谐振电抗器L91和高压小电容 C91依次连接；所述直流电源DC9并联在低压大电容C90两端；所述晶闸管T93并联在高压 小电容C91与谐振电抗器L91两端； 所述谐振升压环节单元V包括直流电源DC11、低压大电容C110、高压小电容C111、晶闸 管T11。

10、1、晶闸管T112和谐振电抗器L111；所述低压大电容C110、晶闸管T111、谐振电抗器 L111和高压小电容C111依次连接；所述直流电源DC11并联在低压大电容C110两端；所述 晶闸管T113并联在高压小电容C111与谐振电抗器L111两端。 10.如权利要求8所述的利用谐振环节配置直流输电主电路结构，其特征在于，所述整 流环节IV包括至少两个整流二极管D91、平波电抗器L113、支撑电容器C114和续流二极管 D112；每一个谐振升压环节并联结构I的谐振升压环节单元均与一个整流二极管D91阳极 相连，且整流二极管D91的所有阴极相连后与平波电抗器L113以及支撑电容器C114依次 连。

11、接；所述续流二极管D112并联在平波电抗器L113及支撑电容器C114两端。 11.如权利要求2所述的利用谐振环节配置直流输电主电路结构，其特征在于，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、晶闸管T21和电抗 器L21依次连接；所述晶闸管T22、电抗器L22和低压大电容C22依次连接；所述晶闸管T23 并联在电容C20与晶闸管T21两端；晶闸管T23、电抗器L21和高压小电容C21依次连接； 所述高压小电容C21并联在电容C20、晶闸管T21与电抗器L2。

12、1两端；所述负载电阻R21并 联在低压大电容C22两端。 12.如权利要求2所述的利用谐振环节配置直流输电主电路结构，其特征在于，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。 13.如权利要求12所述的利用谐振环节配置直流输电主电路结构，其特征在于，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、晶闸管T61和电抗 器L61依次连接；所述晶闸管T62、电抗器L62和。

13、低压大电容C62依次连接；所述晶闸管T63 并联在电容C60与晶闸管T61两端；晶闸管T63、电抗器L61和高压小电容C61依次连接； 所述高压小电容C61并联在电容C60、晶闸管T61与电抗器L61两端；所述负载电阻R6并 联在低压大电容C62两端； 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、晶闸管 权 利 要 求 书CN 102904277 A 3/4页 4 T81和电抗器L81依次连接；所述晶闸管T82、电抗器L82和低压大电容C82依次连接；所述 晶闸。

14、管T83并联在电容C80与晶闸管T81两端；晶闸管T83、电抗器L81和高压小电容C81 依次连接；所述高压小电容C81并联在电容C80、晶闸管T81与电抗器L81两端；所述负载 电阻R8并联在低压大电容C82两端。 14.如权利要求2所述的利用谐振环节配置直流输电主电路结构，其特征在于，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。 15.如权利要求2所述的利用谐振环节配置直流输电主电路结构，其特征在于，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I。

15、V。 16.如权利要求15所述的利用谐振环节配置直流输电主电路结构，其特征在于，所述 谐振降压环节单元III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、晶闸管T101 和电抗器L101依次连接；所述晶闸管T102、电抗器L102和低压大电容C102依次连接；所 述晶闸管T103并联在电容C100与晶闸管T101两端；晶闸管T103、电抗器L101和高压小电 容C101依次连接；所述高压小电容C101并联在电容C100、晶闸管T101与电抗器L101两 端；所述负载电阻R。

16、10并联在低压大电容C102两端； 所述谐振降压环节单元IV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L101、电抗器L122和负载电阻R12；所述电容C120、 晶闸管T121和电抗器L121依次连接；所述晶闸管T122、电抗器L122和低压大电容C122依 次连接；所述晶闸管T123并联在电容C120与晶闸管T121两端；晶闸管T123、电抗器L121 和高压小电容C121依次连接；所述高压小电容C121并联在电容C100、晶闸管T121与电抗 器L121两端；所述负载电阻R12并联在低压大电容C122两端。 17.如权利。

17、要求2所述的利用谐振环节配置直流输电主电路结构，其特征在于，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。 18.如权利要求1所述的利用谐振环节配置直流输电主电路结构，其特征在于，双极运 行方式中的谐振升压环节结构的包括单一谐振升压结构III、谐振升压环节串联结构III 和谐振升压环节并联结构III；双极运行方式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和谐振降压环节并联结构IV。 19.如权利要求18所述的利用谐振环节配置直流输电主电路结构，其特征在于，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。

18、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。 20.如权利要求18所述的利用谐振环节配置直流输电主电路结构，其特征在于，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 权 利 要 求 书CN 102904277 A 4/4页 5 直流输电线路连接。 21.如权利要求18所述的利用谐振环节配置直流输。

19、电主电路结构，其特征在于，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。 权 利 要 求 书CN 102904277 A 1/8页 6 一种利用谐振环节配置直流输电主电路结构 技术领域 0001 本发明涉及直流输电领域的主电路结构，具体涉及一种利用谐振环节配置直流输 电主电路结构。 背景技术 0002 在能源短缺和环境趋向恶化的今天，大力发展新能源是我国目前的重点发展方 向，新能源的并网方式目前。

20、主要是应用柔性直流输电技术，由于受自然环境限制，新能源电 场的选择往往会远离电负荷集中地，需要对电能进行远距离传输。目前新能源并网方式的 典型系统如附图1所示。即多个小型新能源电场通过VSC整流器与直流母线相连，直流母 线连接DC/DC升压环节，将直流电压升高后通过直流电缆或传输线将电能传输至电网所在 地，并进行DC/DC降压，降压后通过直流母线与多个VSC逆变器连接，将直流电逆变为交流 电后与电网连接。这种新能源并网的方式，需要利用DC/DC环节，而DC/DC环节具有设计复 杂，可靠性低、造价昂贵，控制系统复杂等缺点。 发明内容 0003 针对现有技术的不足，本发明提供一种利用谐振环节配置直。

21、流输电主电路结构， 该主电路结构将谐振升压及谐振降压环节应用到新能源并网系统中，并利用谐振环节的串 并联技术灵活配置直流输电主电路结构，形成不同电压等级、不同容量的单双极直流输电 结构、有效的提高了直流输电结构的灵活性、降低成本、解决了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。 0004 本发明的目的是采用下述技术方案实现的： 0005 一种利用谐振环节配置直流输电主电路结构，其改进之处在于，所述直流输电主 电路结构包括单极运行结构和双极运行结构；所述单极运行结构和双极运行结构包括谐振 环节和整流环节；所述谐振环节包括谐振升压环节和谐振降压环节；所述谐振升压环节和 整流环节连。

22、接后，与谐振降压环节通过直流电缆或直流输电线路连接； 0006 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。 0007 其中，所述单极运行方式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和谐振升压环节并联结构I；所述单极运行方式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和谐振降压环节并联结构II。 0008 其中，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； 0009 单一谐振升压环节单元I包括直流电源。

23、DC1、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、晶闸管T11、谐振电抗器L11 和高压小电容C11依次连接；所述直流电源DC1并联在低压大电容C10两端；所述晶闸管 T13并联在高压小电容C11与谐振电抗器L11两端； 说 明 书CN 102904277 A 2/8页 7 0010 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、平波电抗器L12与支撑电容器C12依次连接；所述续流二极管 D12并联在平波电抗器L12及支撑电容器C12两端。 0011 其中，所述谐振升。

24、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。 0012 其中，所述单一谐振升压环节单元II包括直流电源DC5、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、晶闸管T51、谐 振电抗器L51和高压小电容C51依次连接；所述直流电源DC5并联在低压大电容C50两端； 所述晶闸管T53并联在高压小电容C51与谐振电抗器L51两端； 0013 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C5。

25、2和续流二 极管D52；其中半波整流桥D51、平波电抗器L52与支撑电容器C52依次连接；所述续流二极 管D52并联在平波电抗器L52及支撑电容器C52两端。 0014 其中，所述单一谐振升压环节单元III包括直流电源DC7、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、晶闸管T71、谐振 电抗器L71和高压小电容C71依次连接；所述直流电源DC7并联在低压大电容C70两端；所 述晶闸管T73并联在高压小电容C71与谐振电抗器L71两端； 0015 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。

26、管D72；其中半波整流桥D71、平波电抗器L72与支撑电容器C72依次连接；所述续流二 极管D72并联在平波电抗器L72及支撑电容器C72两端。 0016 其中，所述支撑电容器C52和支撑电容器C72串联。 0017 其中，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。 0018 其中，所述谐振升压环节单元IV包括直流电源DC9、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、晶闸管T91、谐振电抗 器L91和高压小电容C91依次。

27、连接；所述直流电源DC9并联在低压大电容C90两端；所述晶 闸管T93并联在高压小电容C91与谐振电抗器L91两端； 0019 所述谐振升压环节单元V包括直流电源DC11、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、晶闸管T111、谐振电 抗器L111和高压小电容C111依次连接；所述直流电源DC11并联在低压大电容C110两端； 所述晶闸管T113并联在高压小电容C111与谐振电抗器L111两端。 0020 其中，所述整流环节IV包括至少两个整流二极管D91、平波电抗器L113、支撑电容 器C114和续流二极管D112。

28、；每一个谐振升压环节并联结构I的谐振升压环节单元均与一 个整流二极管D91阳极相连，且整流二极管D91的所有阴极相连后与平波电抗器L113以及 支撑电容器C114依次连接；所述续流二极管D112并联在平波电抗器L113及支撑电容器 C114两端。 0021 其中，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、 说 明 书CN 102904277 A 3/8页 8 晶闸管T21和电抗器L21依次连接；所述晶闸管T22、电抗器L22和低压大电容C22依次连 接；所述。

29、晶闸管T23并联在电容C20与晶闸管T21两端；晶闸管T23、电抗器L21和高压小 电容C21依次连接；所述高压小电容C21并联在电容C20、晶闸管T21与电抗器L21两端； 所述负载电阻R21并联在低压大电容C22两端。 0022 其中，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。 0023 其中，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、 晶闸管T61和电抗器。

30、L61依次连接；所述晶闸管T62、电抗器L62和低压大电容C62依次连 接；所述晶闸管T63并联在电容C60与晶闸管T61两端；晶闸管T63、电抗器L61和高压小 电容C61依次连接；所述高压小电容C61并联在电容C60、晶闸管T61与电抗器L61两端； 所述负载电阻R6并联在低压大电容C62两端； 0024 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、晶闸管 T81和电抗器L81依次连接；所述晶闸管T82、电抗器L82和低压大电容C82依次连接；所述 晶闸管T。

31、83并联在电容C80与晶闸管T81两端；晶闸管T83、电抗器L81和高压小电容C81 依次连接；所述高压小电容C81并联在电容C80、晶闸管T81与电抗器L81两端；所述负载 电阻R8并联在低压大电容C82两端。 0025 其中，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。 0026 其中，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。 0027 其中，所述谐振降压环节单元III电容C100、高压小电容C101、低压大电容C102、 晶闸管T101、。

32、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、晶闸管T101和电抗器L101依次连接；所述晶闸管T102、电抗器L102和低压大电 容C102依次连接；所述晶闸管T103并联在电容C100与晶闸管T101两端；晶闸管T103、 电抗器L101和高压小电容C101依次连接；所述高压小电容C101并联在电容C100、晶闸管 T101与电抗器L101两端；所述负载电阻R10并联在低压大电容C102两端； 0028 所述谐振降压环节单元IV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。

33、L101、电抗器L122和负载电阻R12；所述电容C120、 晶闸管T121和电抗器L121依次连接；所述晶闸管T122、电抗器L122和低压大电容C122依 次连接；所述晶闸管T123并联在电容C120与晶闸管T121两端；晶闸管T123、电抗器L121 和高压小电容C121依次连接；所述高压小电容C121并联在电容C100、晶闸管T121与电抗 器L121两端；所述负载电阻R12并联在低压大电容C122两端。 0029 其中，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。 0030 其中，双极运行方式中的谐振升压环节结构的包括单一谐振升压结构I。

34、II、谐振升 压环节串联结构III和谐振升压环节并联结构III；双极运行方式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和谐振降压环节并联结构IV。 说 明 书CN 102904277 A 4/8页 9 0031 其中，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； 0032 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。 0033 其中，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。

35、串联的两个谐振降压环节串联结构II共地连接构 成； 0034 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。 0035 其中，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； 0036 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。 0037 本发明所描述的低压大电容与高压小电容是相对而言的，低压大电容承受电压为 10kV以下，电容值5000uF以上，高压小电容承受电压10kV以上，电容值1000。

36、uF以下。 0038 与现有技术比，本发明达到的有益效果是： 0039 1、本发明利用谐振环节配置直流输电主电路结构，技术难度较低，成本低，可靠性 高，且根据系统需求可灵活调节直流输电的电压等级及输送容量。 0040 2、本发明提供的方案，将谐振升压及谐振降压环节应用到新能源并网系统中，并 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，形成不同电压等级、不同容量 的单双极直流输电结构、有效的提高了直流输电结构的灵活性、降低成本、解决了目前新能 源并网系统中DC/DC环节造价高及设计困难的问题。 附图说明 0041 图1是本发明提供的目前新能源并网方式的典型系统图； 0042 图2是本发明。

37、提供的利用谐振环节配置直流输电主电路结构的原理图； 0043 图3是本发明提供的单极运行方式的单一谐振结构图； 0044 图4是本发明提供的单极运行方式的谐振串联结构图； 0045 图5是本发明提供的单极运行方式的谐振并联结构图； 0046 图6是本发明提供的双极运行方式的单一谐振结构图； 0047 图7是本发明提供的双极运行方式的谐振串联结构图； 0048 图8是本发明提供的双极运行方式的谐振并联结构图。 具体实施方式 0049 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。 0050 本发明提供的利用谐振环节配置直流输电主电路结构如图2所示，直流输电主电 路结构包括至少一个新能源电。

38、场、至少一个VSC整流器、直流母线、至少一个VSC逆变器、谐 振升压整流环节和谐振降压环节；至少一个新能源电场分别通过至少一个VSC与直流母线 连接；所述直流母线与谐振升压整流环节连接；所述谐振升压整流环节通过直流电缆或直 说 明 书CN 102904277 A 5/8页 10 流输电线路与所述谐振降压环节连接；谐振降压环节通过直流母线与至少一个VSC逆变器 连接，VSC逆变器接入电网。 0051 直流输电新能源并网方式的运行原理为：多个小型新能源电场通过VSC整流器与 直流母线相连，直流母线连接谐振升压环节升压，电压波形为逐渐增大的正负振荡波，由于 损耗稳定原理，电压稳定在一定值，经整流环节。

39、，将输出电压转变为正向直流电压，后通过 直流电缆将电能传输至电网所在地，并连接谐振降压环节，降压后通过直流母线与多个VSC 逆变器连接，将直流电逆变为交流电后与电网连接，成功完成新能源并网。即多个新能源电 场-多个VSC整流器-直流电网-谐振升压整流环节-直流电缆-谐振降压环节-直流母 线-多个VSC逆变器-电网。 0052 本发明提供的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；所述单极运行结构和双极运行结构包括谐振环节和整流环节；所述谐振环节包 括谐振升压环节和谐振降压环节；所述谐振升压环节和整流环节连接后，与谐振降压环节 通过直流电缆或直流输电线路连接； 005。

40、3 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。 0054 本发明提供的单极运行方式的单一谐振结构见图3所示，具体的： 0055 单极运行方式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和谐振升压环节并联结构I；单极运行方式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和谐振降压环节并联结构II。 0056 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； 0057 单一谐振升压环节单元I包括直流电源DC1、低压大电容。

41、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、晶闸管T11、谐振电抗器L11 和高压小电容C11依次连接；所述直流电源DC1并联在低压大电容C10两端；所述晶闸管 T13并联在高压小电容C11与谐振电抗器L11两端； 0058 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、平波电抗器L12与支撑电容器C12依次连接；所述续流二极管 D12并联在平波电抗器L12及支撑电容器C12两端。 0059 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、。

42、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、晶闸 管T21和电抗器L21依次连接；所述晶闸管T22、电抗器L22和低压大电容C22依次连接； 所述晶闸管T23并联在电容C20与晶闸管T21两端；晶闸管T23、电抗器L21和高压小电容 C21依次连接；所述高压小电容C21并联在电容C20、晶闸管T21与电抗器L21两端；所述负 载电阻R21并联在低压大电容C22两端。 0060 本发明提供的单极运行方式的谐振串联结构如图4所示，具体的： 0061 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。

43、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。 0062 单一谐振升压环节单元II包括直流电源DC5、低压大电容C50、高压小电容C51、晶 说 明 书CN 102904277 A 10 6/8页 11 闸管T51、晶闸管T53和谐振电抗器L51；所述低压大电容C50、晶闸管T51、谐振电抗器L51 和高压小电容C51依次连接；所述直流电源DC5并联在低压大电容C50两端；所述晶闸管 T53并联在高压小电容C51与谐振电抗器L51两端； 0063 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、平波电。

44、抗器L52与支撑电容器C52依次连接；所述续流二极管 D52并联在平波电抗器L52及支撑电容器C52两端。 0064 单一谐振升压环节单元III包括直流电源DC7、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；低压大电容C70、晶闸管T71、谐振电抗器L71和 高压小电容C71依次连接；直流电源DC7并联在低压大电容C70两端；所述晶闸管T73并联 在高压小电容C71与谐振电抗器L71两端； 0065 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、平波电抗器L72与支撑电容器C72依次连接。

45、；所述续流二极管 D72并联在平波电抗器L72及支撑电容器C72两端。支撑电容器C52和支撑电容器C72串 联。 0066 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。 0067 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、晶闸管T61 和电抗器L61依次连接；所述晶闸管T62、电抗器L62和低压大电容C62依次连接；所述晶 闸管T63并联在电容C60与晶闸管T61两端；晶。

46、闸管T63、电抗器L61和高压小电容C61依 次连接；所述高压小电容C61并联在电容C60、晶闸管T61与电抗器L61两端；所述负载电 阻R6并联在低压大电容C62两端； 0068 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、晶闸管 T81和电抗器L81依次连接；所述晶闸管T82、电抗器L82和低压大电容C82依次连接；所述 晶闸管T83并联在电容C80与晶闸管T81两端；晶闸管T83、电抗器L81和高压小电容C81 依次连接；所述高压小电容C81并联在电容C80、。

47、晶闸管T81与电抗器L81两端；所述负载 电阻R8并联在低压大电容C82两端。 0069 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。 0070 本发明提供的单极运行方式的谐振并联结构如图5所示，具体的： 0071 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。 0072 谐振升压环节单元IV包括直流电源DC9、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、晶闸管T91、谐振电抗器L91和高。

48、 压小电容C91依次连接；所述直流电源DC9并联在低压大电容C90两端；所述晶闸管T93并 联在高压小电容C91与谐振电抗器L91两端； 0073 谐振升压环节单元V包括直流电源DC11、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、晶闸管T111、谐振电抗器 说 明 书CN 102904277 A 11 7/8页 12 L111和高压小电容C111依次连接；所述直流电源DC11并联在低压大电容C110两端；所述 晶闸管T113并联在高压小电容C111与谐振电抗器L111两端。 0074 整流环节IV包括至少两个整流二极管。

49、D91、平波电抗器L113、支撑电容器C114和 续流二极管D112；每一个谐振升压环节并联结构I的谐振升压环节单元均与一个整流二极 管D91阳极相连，且整流二极管D91的所有阴极相连后与平波电抗器L113以及支撑电容器 C114依次连接；所述续流二极管D112并联在平波电抗器L113及支撑电容器C114两端。 0075 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。 0076 谐振降压环节单元III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、 晶闸管T101和电抗器L101依次连接；所述晶闸管T102、电抗器L102和低压大电容C102依 次连接；所述晶闸管T103并联在电容C100与晶闸管T101两端；晶闸管T103、电抗器L101 和高压小电容C101依次连接；。