一种中压母线柔性互联的配电网络系统技术方案

本发明专利技术公开了一种中压母线柔性互联的配电网络系统，任意两个配电变压器对应连接的中压母线之间反向并联有第一变流器、第二变流器，形成不同中压母线之间的柔性互联；第一、第二变流器均包括移相变压器和功率模块，第一变流器中的移相变压器的原边线圈与第一中压母线相连，副边线圈连接功率模块的输入端口；第一变流器中的功率模块的输出端口与第二中压母线相连；第二变流器中的移相变压器的原边线圈与第二中压母线相连，副边线圈连接功率模块的输入端口；第二变流器中的功率模块的输出端口与第一中压母线相连；本发明专利技术通过反向并联的两个变流器将公共配电网或企业配电网的任意两段中压母线柔性联结起来，从而实现电能的任意调度和相互支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种中压母线柔性互联的配电网络系统
本专利技术属于配电
，更具体地，涉及一种中压母线柔性互联的配电网络系统。
技术介绍
目前在多配电变压器的配电网络中，各配电变压器之间都是独立运行，各段中压母线相互之间没有常连接，整个配电系统呈现辐射状结构，变压器之间负荷不均时难于重新分配，造成有的变压器负荷过重，而有的变压器负荷过轻，多出力的变压器时常先出故障；另外，现在很多企业都具有自发电机组，如余热发电机组等，与关键负载接于某个配电变压器下端的中压母线(6～10KV电压)，如果该配电变压器下端连接的部分负荷出现停运，发电机组就会通过该配电变压器向上级电网反向送电，造成大量能源损失，甚至会受到电网的处罚。现有的由多个背靠背VSC变换器构成的多端口柔性互联装置一般仅适用于低压母线的柔性互联，单回路模块可传递的功率也很有限，无法应用于中压母线的互联。
技术实现思路
针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种中压母线柔性互联的配电网络系统，通过反向并联的两个变流器将公共配电网或企业配电网的任意两段中压母线柔性联结起来，从而实现电能的任意调度和相互支撑。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种中压母线柔性互联的配电网络系统，包括多个配电变压器，每个所述配电变压器的二次侧与中压母线相连；还包括第一变流器和第二变流器；所述第一变流器、第二变流器反向并联在任意两个所述配电变压器对应连接的中压母线之间，形成不同中压母线之间的柔性互联；第一变流器、第二变流器均包括移相变压器和功率模块，其中，第一变流器中的移相变压器的原边线圈与第一中压母线相连，副边线圈连接功率模块的输入端口；第一变流器中的功率模块的输出端口与第二中压母线相连；第二变流器中的移相变压器的原边线圈与第二中压母线相连，副边线圈连接功率模块的输入端口；第二变流器中的功率模块的输出端口与第一中压母线相连；形成反向并联结构的第一变流器、第二变流器允许电能在两个不同中压母线之间双向流动和电压相互支撑。优选的，上述中压母线柔性互联的配电网络系统还包括输出电抗器，第一变流器、第二变流器中的功率模块的输出端串接所述输出电抗器后与中压母线相连。优选的，上述中压母线柔性互联的配电网络系统，所述功率模块为由多级H桥功率单元三相串接而成的级联链，每个所述H桥功率单元分别连接移相变压器的副边线圈，三相串接的一端为Y型连接形成的中性点，另一端为三相输出端。优选的，上述中压母线柔性互联的配电网络系统，所述第一变流器、第二变流器的输出频率分别与各自的功率模块的输出端口所连接的中压母线的频率相同。优选的，上述中压母线柔性互联的配电网络系统，所述第一变流器、第二变流器的两端可连接同频的中压母线，或者不同频的异步电网的中压母线，实现异步互联。优选的，上述中压母线柔性互联的配电网络系统，所述第一变流器、第二变流器共同构成两侧均可四象限运行的变流器。优选的，上述中压母线柔性互联的配电网络系统，在有功功率控制的情况下，所述第一变流器、第二变流器输出的有功功率的大小仅能进行单向调节，以避免形成环流。优选的，上述中压母线柔性互联的配电网络系统，在无功功率控制的情况下，所述第一变流器、第二变流器输出的无功功率的大小可双向调节，以满足双侧电网电压支撑的需要。优选的，上述中压母线柔性互联的配电网络系统，所述移相变压器为3组10相位输出，与该移相变压器相连的功率模块为三相10级H桥功率单元串联输出。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：本专利技术提供的中压母线柔性互联的配电网络系统，任意两个配电变压器对应连接的中压母线之间反向并联有第一变流器、第二变流器，形成不同中压母线之间的柔性互联；反向并联的第一变流器、第二变流器允许电能在两个不同中压母线之间双向流动和拆借，这样形成的配电系统使配电变压器之间都可以相互柔性连接，不仅实现变压器之间的相互功率支持、能量交互、互相电压支撑、互为紧急备用的功能，还可以主动调度电能流向，优先实现可再生能源消纳，优先保证余热发电机组向其它工作段母线送电，并很好的解决了本工作段载荷变小时向上级电网反向送电的问题。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种中压母线柔性互联的配电网络系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的单个H桥功率单元的组成结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的功率模块的工作波形示意图；图4是本专利技术实施例提供的中压母线柔性互联的一个应用实例；在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-第一中压母线；2-第二中压母线；3-第一变流器；4-第二变流器；5-移相变压器；6-功率模块；7-输出电抗器；8-H桥功率单元。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。目前常用的配电系统中，一般包括高压柜、n个一级配电变压器、与一级配电变压器数量相等的中压柜，每个中压柜中设置有中压母线；与中压柜数量相等的二级配电变压器，每个二级配电变压器的下端连接有低压母线(设置在低压柜中)，其中，n为大于1的自然数，n的取值取决于用电企业内部用电负载的数量及位置分布；公共电网提供的35～110KV电压通过配电线路接入高压柜，通过一级配电变压器降为6～10KV电压后输送至对应的中压柜，再通过二级配电变压器降为380/220V电压后输送至对应的低压柜，每个配电变压器的低压侧与低压柜中的低压母线相连，各用电负载接入该低压母线进行取电。本实施例在两个一级配电变压器的低压侧连接的中压母线之间设置有两个变流器，这两个变流器反向并联设置，形成不同中压母线之间的柔性互联。图1是本实施例提供的一种中压母线柔性互联的配电网络系统的结构示意图，参见图1，在第一中压母线1和第二中压母线2之间设置有第一变流器3、第二变流器4，该第一变流器3、第二变流器4反向并联在第一中压母线1和第二中压母线2之间，形成两个中压端口的柔性互联装置，两个端口分别连接不同段的中压母线，实现不同中压母线之间的柔性互联；其中，第一变流器3、第二变流器4均包括移相变压器5和功率模块6，第一变流器3中的移相变压器5的原边线圈与第一中压母线1相连，副边线圈连接功率模块6的输入端口；第一变流器3中的功率模块6的输出端口与第二中压母线2相连；第二变流器4中的移相变压器5的原边线圈与第二中压母线2相连，副边线圈连接功率模块6的输入端口；第二变流器4中的功率模块6的输出端口与第一中压母线1相连；形成反向并联结构的第一变流器3、第二变流器4允许电能在两个不同的中压母线之间进行双向流动和拆借，使每一个配电变压器之间都可以相互柔性连接，系统中的电能可以沿配电网络在各配电变压器之间进行迁移和分配，实现相互本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中压母线柔性互联的配电网络系统，包括多个配电变压器，每个所述配电变压器的二次侧与中压母线相连，其特征在于，还包括第一变流器和第二变流器；所述第一变流器、第二变流器反向并联在任意两个所述配电变压器对应连接的中压母线之间，形成不同中压母线之间的柔性互联；/n第一变流器、第二变流器均包括移相变压器和功率模块，其中，第一变流器中的移相变压器的原边线圈与第一中压母线相连，副边线圈连接功率模块的输入端口；第一变流器中的功率模块的输出端口与第二中压母线相连；/n第二变流器中的移相变压器的原边线圈与第二中压母线相连，副边线圈连接功率模块的输入端口；第二变流器中的功率模块的输出端口与第一中压母线相连；形成反向并联结构的第一变流器、第二变流器允许电能在两个不同中压母线之间双向流动和电压相互支撑。/n

【技术特征摘要】
1.一种中压母线柔性互联的配电网络系统，包括多个配电变压器，每个所述配电变压器的二次侧与中压母线相连，其特征在于，还包括第一变流器和第二变流器；所述第一变流器、第二变流器反向并联在任意两个所述配电变压器对应连接的中压母线之间，形成不同中压母线之间的柔性互联；
第一变流器、第二变流器均包括移相变压器和功率模块，其中，第一变流器中的移相变压器的原边线圈与第一中压母线相连，副边线圈连接功率模块的输入端口；第一变流器中的功率模块的输出端口与第二中压母线相连；
第二变流器中的移相变压器的原边线圈与第二中压母线相连，副边线圈连接功率模块的输入端口；第二变流器中的功率模块的输出端口与第一中压母线相连；形成反向并联结构的第一变流器、第二变流器允许电能在两个不同中压母线之间双向流动和电压相互支撑。


2.如权利要求1所述的中压母线柔性互联的配电网络系统，其特征在于，还包括输出电抗器，第一变流器、第二变流器中的功率模块的输出端串接所述输出电抗器后与中压母线相连。


3.如权利要求1所述的中压母线柔性互联的配电网络系统，其特征在于，所述功率模块为由多级H桥功率单元三相串接而成的级联链，每个所述H桥功率单元分别连接移相变压器的副边线圈，三相串接的一端为Y型连接形成的中性点，另一端为三...

【专利技术属性】
技术研发人员：余龙海，廖育武，王培元，朱劲松，余腾飞，朱道维，
申请(专利权)人：湖北春田电工技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42