基于H桥五电平拓扑结构的柔性合环装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于H桥五电平拓扑结构的柔性合环装置，包括：第一降压变压器、第二降压变压器、基于五电平结构的第一至第三双端口模块；所述第一降压变压器的原边绕组连接第一三相交流电网，副边绕组为相互隔离的三相电源，分别连接所述第一双端口模块、所述第二双端口模块、所述第三双端口模块的第一交流侧；所述第二降压变压器的原边绕组连接第二三相交流电网，副边绕组为相互隔离的三相电源，分别连接所述第一双端口模块、所述第二双端口模块、所述第三双端口模块的第二交流侧，所述第一双端口模块、所述第二双端口模块、所述第三双端口模块的直流侧并联在一起，电平数较多，入网电流的畸变率较低，对滤波器的要求也较低。对滤波器的要求也较低。对滤波器的要求也较低。

【技术实现步骤摘要】
基于H桥五电平拓扑结构的柔性合环装置


[0001]本专利技术涉及配电领域，尤其涉及一种基于H桥五电平拓扑结构的柔性合环装置。

技术介绍

[0002]中压配电网以单电源放射状或基于“闭环设计、开环运行”的分区供电模式为主。开环运行时，不同分区之间的潮流不能提供支援，且某分区电网故障时难以保证用户的不间断供电。随着经济迅速发展，客户对供电的可靠性要求越来越高。在中低压配网中，为避免线路检修及运行方式改变造成停电，保证重要用户的不间断供电，提高配电网的可靠性，需要对中低压配电网进行合环操作，但是，若直接合环会增大系统短路容量。
[0003]现有配网合环采用环形接线的合环运行方案，常见合环方式主要有两类：馈线内环网(单电源)以及馈线间环网(双电源)，如图1所示，馈线内合环如变电站B所示，即为同一变电站内的110kV馈线合环(合环装置B)。馈线间合环又具体可以分为：电压等级相同时不同变电站间的合环(如合环装置A，由两条母线自两个变电站分列运行)；不同电压等级两变电站间的合环(如合环装置C)。
[0004]举例来说，现有的配网合环装置拓扑方案包括：采用高频隔离电力电子变压器拓扑的柔性合环装置、三电平拓扑等。
[0005]三电平拓扑可以由背靠背连接的三电平变流器实现，其中功率模块拓扑结构可以为I型三电平或H桥三电平等。但是，三电平拓扑中，电平数较少，入网电流的畸变率较高，对滤波器的要求也较高。
[0006]采用高频隔离电力电子变压器拓扑的柔性合环装置通常选用H桥+DC/DC变换+H桥的模块化结构，结构简单，便于容量扩展。具备高频隔离功能，不具备工频隔离功能，且设备成本较高。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中的问题，本专利技术提供一种基于H桥五电平拓扑结构的柔性合环装置，能够至少部分地解决现有技术中存在的问题。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]一种基于H桥五电平拓扑结构的柔性合环装置，包括：第一降压变压器、第二降压变压器、基于五电平结构的第一双端口模块、基于五电平结构的第二双端口模块以及基于五电平结构的第三双端口模块；
[0010]所述第一降压变压器的原边绕组连接第一三相交流电网，副边绕组为相互隔离的三相电源，分别连接所述第一双端口模块、所述第二双端口模块、所述第三双端口模块的第一交流侧；
[0011]所述第二降压变压器的原边绕组连接第二三相交流电网，副边绕组为相互隔离的三相电源，分别连接所述第一双端口模块、所述第二双端口模块、所述第三双端口模块的第二交流侧，所述第一双端口模块、所述第二双端口模块、所述第三双端口模块的直流侧并联
在一起。
[0012]进一步地，所述第一降压变压器和所述第二降压变压器均为三相多绕组变压器。
[0013]进一步地，所述第一降压变压器和所述第二降压变压器的铁芯结构相同，原边绕组为三角型连接，副边绕组输出相互隔离的三相电源。
[0014]进一步地，所述第一双端口模块、所述第二双端口模块以及所述第三双端口模块均由两个背靠背的H桥五电平变流器连接而成。
[0015]进一步地，所述H桥五电平变流器包括：LCL滤波器、五电平H桥、直流侧上电容以及直流侧下电容，所述LCL滤波器一端连接所述五电平H桥，所述五电平H桥的中点与所述直流侧上电容和所述直流侧下电容的中点相连。
[0016]进一步地，所述直流侧上电容以及所述直流侧下电容的电容值相等。
[0017]进一步地，所述第一双端口模块、第二双端口模块和第三双端口模块的直流侧正母线DC+、负母线DC-和中线N分别并联在一起。
[0018]进一步地，所述第一降压变压器和所述第二降压变压器的副边绕组端子分别为一对A相端子、一对B相端子、一对C相端子；所述第一双端口模块的第一交流侧和第二交流侧分别与所述第一降压变压器的A相端子和所述第二降压变压器的A相端子相连，所述第二双端口模块的第一交流侧和第二交流侧分别与所述第一降压变压器的B相端子和所述第二降压变压器的B相端子相连，所述第三双端口模块的第一交流侧和第二交流侧分别与所述第一降压变压器的C相端子和第二降压变压器的C相端子相连。
[0019]进一步地，所述LCL滤波器的网侧电感设置在降压变压器副边绕组中。
[0020]进一步地，所述第一降压变压器和所述第二降压变压器均为工频隔离变压器。
[0021]本专利技术提供的基于H桥五电平拓扑结构的柔性合环装置，该装置包括：第一降压变压器、第二降压变压器、基于五电平结构的第一双端口模块、基于五电平结构的第二双端口模块以及基于五电平结构的第三双端口模块；所述第一降压变压器的原边绕组连接第一三相交流电网，副边绕组为相互隔离的三相电源，分别连接所述第一双端口模块、所述第二双端口模块、所述第三双端口模块的第一交流侧；所述第二降压变压器的原边绕组连接第二三相交流电网，副边绕组为相互隔离的三相电源，分别连接所述第一双端口模块、所述第二双端口模块、所述第三双端口模块的第二交流侧，所述第一双端口模块、所述第二双端口模块、所述第三双端口模块的直流侧并联在一起。通过采用三个基于五电平结构的双端口模块，配合两个降压变压器，实现柔性合环，电平数较多，入网电流的畸变率较低，对滤波器的要求也较低。
[0022]另外，两个降压变压器均为工频隔离变压器，实现工频隔离功能，进一步提高可靠性。
[0023]为让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据
这些附图获得其他的附图。在附图中：
[0025]图1示出了现有合环运行方案；
[0026]图2示出了应用本专利技术实施例提供的基于H桥五电平拓扑结构的柔性合环装置进行柔性合环的运行方案；
[0027]图3示出了本专利技术实施例中的基于H桥五电平拓扑结构的柔性合环装置的电路结构图；
[0028]图4示出了本专利技术实施例中的基于H桥五电平拓扑结构的柔性合环装置的电路图；
[0029]图5示出了本专利技术实施例中的H桥五电平变流器的电路图；
[0030]图6示出了滤波前五电平变流器输出相电压波形；
[0031]图7示出了滤波后变压器副边电压波形。
具体实施方式
[0032]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0033]以下在实施方式中详细本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于H桥五电平拓扑结构的柔性合环装置，其特征在于，包括：第一降压变压器、第二降压变压器、基于五电平结构的第一双端口模块、基于五电平结构的第二双端口模块以及基于五电平结构的第三双端口模块；所述第一降压变压器的原边绕组连接第一三相交流电网，副边绕组为相互隔离的三相电源，分别连接所述第一双端口模块、所述第二双端口模块、所述第三双端口模块的第一交流侧；所述第二降压变压器的原边绕组连接第二三相交流电网，副边绕组为相互隔离的三相电源，分别连接所述第一双端口模块、所述第二双端口模块、所述第三双端口模块的第二交流侧，所述第一双端口模块、所述第二双端口模块、所述第三双端口模块的直流侧并联在一起。2.根据权利要求1所述的基于H桥五电平拓扑结构的柔性合环装置，其特征在于，所述第一降压变压器和所述第二降压变压器均为三相多绕组变压器。3.根据权利要求2所述的基于H桥五电平拓扑结构的柔性合环装置，其特征在于，所述第一降压变压器和所述第二降压变压器的铁芯结构相同，原边绕组为三角型连接，副边绕组输出相互隔离的三相电源。4.根据权利要求1所述的基于H桥五电平拓扑结构的柔性合环装置，其特征在于，所述第一双端口模块、所述第二双端口模块以及所述第三双端口模块均由两个背靠背的H桥五电平变流器连接而成。5.根据权利要求4所述的基于H桥五电平拓扑结构的柔性合环装置，其特征在于，所述H桥五电平变流器包括：LCL滤波器、五电平H桥、直流侧上电容...

【专利技术属性】
技术研发人员：张纬晨，许崇福，娄彦涛，李孟琪，陈干，
申请(专利权)人：中国西电电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：