【技术实现步骤摘要】
一种非隔离型混合柔性合环装置及控制方法
本专利技术属于电力电子自动控制
，具体涉及一种非隔离型混合柔性合环装置及控制方法。
技术介绍
近年来，分布式电源在配网的渗透率逐步提升，给配网的运行和控制带来了巨大的挑战。并且，用户对供电可靠性以及故障恢复时间要求也更为苛刻。我国配网普遍采用“闭环设计、开环运行”的原则，并在此基础上，通过控制配网开关实现故障等情形下的负载转供，维持配网的可靠、经济运行。但是开关操作的动作成本大、响应时间慢且对电网暂态冲击大。为此，研究者提出了基于电力电子变换器的柔性直流合环技术，可有效解决机械开关硬合环带来的冲击，并可灵活、精确、实时调控配网潮流，综合提升配网的供电可靠性、经济性以及供电质量。柔性合环装置作为全功率型器件，其典型的劣势为装置体积大、效率低。为此，申请号为201810635456.3的中国专利技术专利申请中公开了一种混合型背靠背智能软开关、控制系统及控制方法，提出了一个由背靠背工频隔离变换器与机械开关的混合式结构，如图1所示，由电压源型变换器VSC1、VSC2以及机械开关组...
【技术保护点】
1.一种非隔离型混合柔性合环装置，其特征在于，包括：/n第一电压源型变换器和第二电压源型变换器，二者的直流侧并联，二者的输出侧分别连接第一断路器和第二断路器；/n第一开关和第二开关，二者串联在所述第一电压源型变换器和第二电压源型变换器之间；/n第一直流链电容，并联在所述第一电压源型变换器的直流侧；/n第二直流链电容，并联在所述第二电压源型变换器的直流侧；/n第三开关和超级电容，二者串联后与所述第一电压源型变换器和第二电压源型变换器的直流侧并联，且位于第一开关和第二开关之间；/n第四开关，其两端分别与所述第一电压源型变换器和第二电压源型变换器的输出侧相连。/n
【技术特征摘要】
1.一种非隔离型混合柔性合环装置，其特征在于，包括：
第一电压源型变换器和第二电压源型变换器，二者的直流侧并联，二者的输出侧分别连接第一断路器和第二断路器；
第一开关和第二开关，二者串联在所述第一电压源型变换器和第二电压源型变换器之间；
第一直流链电容，并联在所述第一电压源型变换器的直流侧；
第二直流链电容，并联在所述第二电压源型变换器的直流侧；
第三开关和超级电容，二者串联后与所述第一电压源型变换器和第二电压源型变换器的直流侧并联，且位于第一开关和第二开关之间；
第四开关，其两端分别与所述第一电压源型变换器和第二电压源型变换器的输出侧相连。
2.根据权利要求1所述的一种非隔离型混合柔性合环装置，其特征在于：当所述非隔离型混合柔性合环装置处于正常运行状态时，则所述第一开关、第二开关、第一断路器和第二断路器闭合，第三开关和第四开关断开，通过第一电压源型变换器和第二电压源型变换器输出功率建立分别与之相连的线路一、线路二之间的功率、能量的智能交换，所述第一电压源型变换器和第二电压源型变换器同时可灵活输出无功功率，维持交流母线电压的稳定。
3.根据权利要求2所述的一种非隔离型混合柔性合环装置，其特征在于：所述第一电压源型变换器采用电压控制模式；所述第二电压源型变换器采用PQ功率控制模式。
4.根据权利要求1所述的一种非隔离型混合柔性合环装置，其特征在于：所述第一电压源型变换器的输出端通过顺次相连的第一断路器、线路一和第五开关连接至第一变压器，所述第二电压源型变换器通过顺次相连的第二断路器、线路二和第六开关连接至第二变压器；
当某变压器出现故障时，则所述非隔离型混合柔性合环装置处于故障隔离状态，与该变压器相连的电压源型变换器保持一段时间的不脱网，若该变压器为永久性故障，则与该变压器相连的电压源型变换器闭锁，并断开所述第一电压源型变换器和第二电压源型变换器之间的连接，实现故障隔离。
5.根据权利要求4所述的一种非隔离型混合柔性合环装置，其特征在于：待完成故障隔离后，则所述非隔离型混合柔性合环装置处于供电恢复状态，跳开与该变压器相连的第五开关或第六开关，并闭合第四开关，实现供电恢复。
6.根据权利要求4或5所述的一种非隔离型混合柔性合环装置，其特征在于：
当第一变压器出现故障，且故障恢复后，则所述非隔离型混合柔性合环装置处于双电源供电状态：
将第一电压源型变换器切换至整流模式，并将位于第一电压源型变换器直流侧的第一直流链电容的电压调节成超级电容的电压，闭合第三开关；
柔性调节第一电压源型变换器的输出功率，直至第四开关的电流为零，断开第四开关，由所述超级电容经第一电压源型变换器为线路一供电；
调节第二电容的电压，使得第二电容与第一电容的电压相等，等第四开关断开后，闭合第二开关；
第一电压源型变换器切换至电压控制模式，并通过调节其出口电压，将第五开关两侧电压幅值、相位调控至近乎相等，闭合第五开关；
第一电压源型变换器和第二电压源型变换器均运行至PQ控制模式，通过调节第一电压源型变换器和第二电压源型变换器的功率差，给超级电容充电，当超级电容的荷电状态达到上限值后，控制第一电压源型变换器和第二电压源型变换器，满足超级电容充电功率为零，第一电压源型变换器切换至电压控制模式，断开第三开关，恢复至正常运行模式；
当第二变压器出现故障，且故障恢复后，则所述非隔离型混合柔性合环装置处于双电源供电状态：
将第二电压源型变换器切换至整流模式，并将位于第二电压源型变换器直流侧的第二直流链电容的电压调节成超级电容的电压，闭合第三开关；
柔性调节第二电压源型变换器的输出功率，直至第四开关的电流为零，断开第四开关，由所述超级电容经第二电压源型变换器为线路二供电；
调节第一电容的电压，使得第一电容与第二电容的电压相等，等第四开关断开后，闭合第一开关；
第二电压源型变换器切换至电压控制模式，并通过调节其出口电压，将第六开关两侧电压幅值、相位调控至近乎相等，闭合第六开关；
第一电压源型变换器和第二电压源型变换器均运行至PQ控制模式，通过调节第一电压源型变换器和第二电压源型变换器的功率差，给超级电容充电，当超级电容的荷电状态达到上限值后，控制第一电压源型变换器和第二电压源型变换器，满足超级电容充电功率为零，第一电压源型变换器切换至电压控制模式，断开第三开关，恢复至正常运行模式。
7.根据权利要求1所述的一种非隔离型混合柔性合环装置，其特征在于：当所述非隔离型混合柔性合环装置处于变压器经济运行模式，且由第二变压器单独供电，则调节第一直流链电容、第二直流链电容的电压等于超级电容电压，闭合第三开关；
第二电压源型变换器输出有功功率调至零，则流经第二开关电流为零，随后断开第二开关；
控制第一电压源型变换器的输出功率，满足第一变压器输出电流为零时，断开第五开关,第一电压源型变换器切换至离网运行模式；
闭合第四开关，第一电压源型变换器调节至并网运行模式，柔性调节第一电压源型变换器功率，给超级电容充电，充电满足要求后，断开第三开关，第一电压源型变换器、第二电压源型变换器相当于两个无功补偿装置，切换至第二变压器单独供电；
或者，当所述非隔离型混合柔性合环装置处于变压器经济运行模式，且由第一变压器单独供电，则调节第一直流链电容、第二直流链电容的电压等于超级电容电压，闭合第三开关；
第一电压源型变换器输出有功功率调至零，则流经第一开关电流为零，随后断开第一开关；
控制第二电压源型变换器的输出功率，满足第二变压器输出电流为零时，断开第六开关,第二电压源型变换器切换至离网运行模式；
闭合第四开关，第二电压源型变换器调节至并网运行模式，柔性调节第二电压源型变换器功率，给超级电容充电，充电满足要求后，断开第三开关，第一电压源型变换器、
第二电压源型变换器相当于两个无功补偿装置，切换至第一变压器单独供电。
8.根据权利要求1所述的一种非隔离型混合柔性合环装置，其特征在于：当所述非隔离型混合柔性合环装置处于变压器经济运行模式，且由第二变压器单独供电切换至第一变压器和第二变压器同时供电，则闭合第三开关，将第四开关电流调控至零，潮流由第四开关转移至第一电压源型变换器；
断开第四开关，闭合第二开关；
调节第一电压源型变换器的输出电压，满足第五开关两侧电压幅值和相位后，闭合第五开关,投运第一变压器；
调节第一电压源型变换器和第二电压源型变换器输出功率，待超级电容荷电状态达到上限时，断开第三开关；
或者，当所述非隔离型混合柔性合环装置处于变压器经济运行模式，且由第一变压器单独供电切换至第一变压器和第二变压器同时供电，则闭合第三开关，将第四开关电流调控至零，潮流由第四开关转移至第二电压源型变换器；
断开第四开关，闭合第一开关；
调节第二电压源型变换器的输出电压，满足第六开关两侧电压幅值...
【专利技术属性】
技术研发人员：葛雪峰，袁宇波，史明明，周琦，袁晓冬，杨景刚，陈舒，陈久林，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，江苏省电力试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。