共直流母线的高压异步柔性互联装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种共直流母线的高压异步柔性互联装置，包括第一移相变压器、第二移相变压器以及共直流母线的变流器群；第一移相变压器、第二移相变压器的三相原边绕组分别用以对接不同的高压配电线，第一移相变压器的每个三相副边绕组分别对应串接变流器群的输入端口；变流器群的每个输出端口分别对应串接第二移相变压器的三相副边绕组；变流器群由多个变流器以共直流母线的方式并联在第一移相变压器、第二移相变压器之间，形成不同高压配电线之间的柔性互联。本发明专利技术通过在任意两段高压配电线之间柔性互联形成网状连接网络，实现电能的任意调度和相互支撑。的任意调度和相互支撑。的任意调度和相互支撑。

【技术实现步骤摘要】
共直流母线的高压异步柔性互联装置


[0001]本专利技术属于新能源及智能电网领域，更具体地，涉及一种共直流母线的高压异步柔性互联装置。

技术介绍

[0002]目前，关于配电网络和工业企业内部交流高压配电的多端口柔性开关，现有的专利申请不少，但不管是H桥单元串联型高压变流器主回路拓扑还是MMC 拓扑结构，各种高压多端口柔性开关都采用低压元件或模块串联以提高变流器输出高电压的能力，从而使整个电力电子变流器部分带有高压电，对装置的绝缘结构、安全防护和使用维护都有很高的要求，散热方式也受到制约；也有个别专利申请共母线实现高压配电的柔性互联，但变流器与高压母线之间经过一个简单变压实现，这又会带来另外一些问题，一是高次谐波含量高，功率因数也偏低，二是模块化结构，集成度低，直流电容使用量较大，成本高，三是冷却方式复杂。

技术实现思路

[0003]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共直流母线的高压异步柔性互联装置，通过在高压配电线之间设置由多个变流器并联形成的共直流母线变流器群，构成高压配电线两端柔性互联；多个柔性互联的高压配电线之间形成网状连接网络，系统中的电能可以沿网格形配电网络进行迁移和分配，达到功率相互支持、能量交互、电压互相支撑、互为紧急备用的效果。
[0004]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种共直流母线的高压异步柔性互联装置，包括第一移相变压器、第二移相变压器以及共直流母线的变流器群；
[0005]其中，第一移相变压器、第二移相变压器均具有一组三相原边绕组和多组三相副边绕组，第一移相变压器、第二移相变压器的三相原边绕组分别用以对接不同的高压配电线，第一移相变压器的每个三相副边绕组分别对应串接所述变流器群的输入端口；所述变流器群的每个输出端口分别对应串接第二移相变压器的三相副边绕组；
[0006]所述变流器群由多个变流器以共直流母线的方式并联在第一移相变压器、第二移相变压器之间，形成不同高压配电线之间的柔性互联。
[0007]优选的，还包括电抗器，第一移相变压器、第二移相变压器的每个三相副边绕组分别串接所述电抗器后与变流器群相连。
[0008]优选的，所述变流器包括电容器以及由至少两个IGBT元件串联形成的 IGBT桥式模块；
[0009]所述IGBT桥式模块的上端与所述电容器的正极共同连接所述低压直流母线的正极，下端与所述直流电容器的负极共同连接所述低压直流母线的负极；所述IGBT桥式回路中相串联的两个IGBT元件之间的连接点引出端子与电抗器相连。
[0010]优选的，还包括控制器，所述控制器用以控制所述变流器群在四象限内平滑可调
的工作。
[0011]优选的，所述控制器控制与第一移相变压器的三相副边绕组连接的变流器和与第二移相变压器的三相副边绕组连接的变流器各自保持步调相反的工作状态，所述工作状态包括有功输入和有功输出。
[0012]优选的，所述变流器群的输出频率分别与各自所连接的低压直流母线的频率相同。
[0013]优选的，在有功功率控制的情况下，所述变流器群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。
[0014]优选的，在无功功率控制的情况下，所述变流器群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。
[0015]优选的，所述IGBT桥式模块安装于同一个散热模块上。
[0016]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：
[0017](1)本专利技术提供的一种共直流母线的高压异步柔性互联装置，可以实现配电网任意两段线路之间的柔性连接，甚至跨变压器跨网络跨电源连接，多个这种柔性互联后，使配电系统由原来的辐射状变成网孔状连接网络，系统中的电能可以沿网孔状配电网络在各配电变压器之间进行迁移和分配，实现相互功率支持、能量交互、互相电压支撑、互为紧急备用的功能，达到企业配电本质安全、提高电力资产利用率、降低固定电费的目的。
[0018](2)本专利技术提供的一种共直流母线的高压异步柔性互联装置，可应用于高压配电网络中，通过移向变压器隔离高压电，共直流母线的变流器群端进行能量调度，使得整个装置的安全防护能力增强，装置的控制、运行、防护、维护等变得简单易行，减少了因电力电子变流器高电压运行带来的故障发生。
[0019](3)本专利技术提供的一种共直流母线的高压异步柔性互联装置，采用共直流母线的变流器群，变流器群采用采用集成化、标准化配置，系统容裕、容错能力强，方便备用设备元件更换，部分变流器失效不影响整体运行。
[0020](4)本专利技术提供的一种共直流母线的高压异步柔性互联装置，其变流器群内部的IGBT桥式模块安装于同一个散热模块上，能够实现集成散热，结构简单可靠。
附图说明
[0021]图1是本专利技术实施例提供的一种共直流母线的高压异步柔性互联装置的结构示意图；
[0022]图2是本专利技术实施例提供的变流器群的结构示意图；
[0023]图3是本专利技术实施例提供的高压柔性互联装置的一个应用实例图；
[0024]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：11
‑
第一移相变压器；12
‑
第二移相变压器；13
‑
变流器群；14
‑
直流母线；15
‑
电抗器。
具体实施方式
[0025]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。
[0026]图1是本实施例提供的一种共直流母线的高压异步柔性互联装置的结构示意图，参见图1，该装置可应用于高压配电网络中任意两段交流高压配电线路之间，包括第一移相变压器11、第二移相变压器12、低压直流母线14以及多个共直流母线的变流器群13；
[0027]其中，第一移相变压器11、第二移相变压器12均具有一组三相原边绕组和多组三相副边绕组，多个三相副边绕组彼此相互独立，并相互错相一定的相位角。具体的，三相副边绕组数量为n时，各组三相副边绕组之间的相位角相互错开60/n，如此一来，能够降低配电损耗，提高能量转换效率。这里n 为大于2的偶数。
[0028]第一移相变压器11、第二移相变压器12的三相原边绕组经开关柜连接高压配电网，分别与配电网中任意两段高压配电线相连，第一移相变压器11的每个三相副边绕组分别对应串接变流器群的输入端口；变流器群13的输出端口分别对应串接第二移相变压器12的三相副边绕组；变流器群由多个变流器共直流母线并联在第一移相变压器11、第二移相变压器12之间，形成不同高压配电线之间的柔性互联。
[0029]具体的，第一移相变压器11、第二移相变压器12的n个三相副边绕组，每个三本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种共直流母线的高压异步柔性互联装置，其特征在于：包括第一移相变压器、第二移相变压器以及共直流母线的变流器群；其中，第一移相变压器、第二移相变压器均具有一组三相原边绕组和多组三相副边绕组，第一移相变压器、第二移相变压器的三相原边绕组分别用以对接不同的高压配电线，第一移相变压器的每个三相副边绕组分别对应串接所述变流器群的输入端口；所述变流器群的每个输出端口分别对应串接第二移相变压器的三相副边绕组；所述变流器群由多个变流器以共直流母线的方式并联在第一移相变压器、第二移相变压器之间，形成不同高压配电线之间的柔性互联。2.如权利要求1所述的共直流母线的高压异步柔性互联装置，其特征在于，还包括电抗器，第一移相变压器、第二移相变压器的每个三相副边绕组分别串接所述电抗器后与变流器群相连。3.如权利要求1所述的共直流母线的高压异步柔性互联装置，其特征在于，所述变流器包括电容器以及由至少两个IGBT元件串联形成的IGBT桥式模块；所述IGBT桥式模块的上端与所述电容器的正极共同连接所述低压直流母线的正极，下端与所述直流电容器的负极共同连接所述低压直流母线的负极；所述IGBT桥式回路中相串联的两个I...

【专利技术属性】
技术研发人员：余龙海，廖育武，余腾飞，王培元，朱劲松，朱道唯，
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：