柔性交流合环装置及系统制造方法及图纸

本申请提供一种柔性交流合环装置及系统。柔性交流合环装置包括三相换流链和多绕组变压器，三相换流链中任一个换流链包括N个交流端级联的全桥子模块和N个稳压单元，N为大于等于1的整数，三相换流链中任一个换流链的一端直接或经第一隔离变压器连接第一交流系统，另一端直接或经第二隔离变压器连接第二交流系统；其中：全桥子模块中任一个包括桥式电路和直流电容，桥式电路的直流端和直流电容并联连接，桥式电路包括四组功率半导体器件，桥式电路的中点为对应全桥子模块的交流端；稳压单元中任一个包括单相全桥电路或三相半桥电路，稳压单元中任一个的直流端与对应的全桥子模块的直流电容并联，交流端连接多绕组变压器的副边绕组。边绕组。边绕组。

【技术实现步骤摘要】
柔性交流合环装置及系统


[0001]本申请涉及交流输电
，具体而言，涉及一种柔性交流合环装置及系统。

技术介绍

[0002]随着用户对电能质量、用电需求和供电可靠性等要求的不断提高，使用电力系统的合环运行方式来进行供电。
[0003]电力系统的合环运行方式是基于双路电源的供电方式，将线路、变压器或断路器连接构成的网络闭合运行方式，电网合环运行的好处是它们之间可以相互送电和变电，互相支援，互相调剂，互为备用；这样既可以提高电网或供电的可靠性，又可以保证重要负荷的用电。但是合环运行的条件较为苛刻，需要两路电源的电压幅值、相位基本一致，合环后才不会引起环网内各元件的过载；但是在实际系统中，受系统阻抗分布的影响，两路电源实际存在幅值和相角差，无法满足合环运行的条件，两路电源和负荷之间孤立运行，无法实现合环运行的优势。
[0004]现有技术中已有利用电力电子变流器实现柔性合环的方案，如采用AC
‑
DC
‑
AC的交直交变流器将两路电源的交流母线连接起来，背靠背的两个变流器中间有直流母线隔离，交流侧分别调节交流电压幅值和相位，可以实现柔性合环；还可以控制两路电源交流母线之间的潮流，当一路电源负载较重时，通过调节潮流实现两路电源之间的负荷均衡。但是这种方案的成本较高，需要整流和逆变两套变流器，而且在调节潮流时，这两套变流器都有全功率的电流流过，损耗较高。因此，现有技术中，并联型柔性合环方案性价比不高。
[0005]在所述
技术介绍
部分公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0006]为解决上述问题，本申请提出一种柔性交流合环装置及系统。
[0007]根据本申请的第一方面，提出一种柔性交流合环装置，其特征在于，所述柔性交流合环装置包括三相换流链和多绕组变压器，所述三相换流链中任一个换流链包括N个交流端级联的全桥子模块和N个稳压单元，N为大于等于1的整数，所述三相换流链中任一个换流链的一端直接或经第一隔离变压器连接第一交流系统，另一端直接或经第二隔离变压器连接第二交流系统；其中：
[0008]所述全桥子模块中任一个包括桥式电路和直流电容，所述桥式电路的直流端和直流电容并联连接，所述桥式电路包括四组功率半导体器件，所述桥式电路的中点为对应全桥子模块的交流端；
[0009]所述稳压单元中任一个包括单相全桥电路或三相半桥电路，所述稳压单元中任一个的直流端与对应的全桥子模块的直流电容并联，交流端连接所述多绕组变压器的副边绕组。
[0010]根据一些实施例，各所述换流链还包括电抗器，所述电抗器与对应换流链的所述N
个全桥子模块串联。
[0011]根据一些实施例，所述第一隔离变压器和/或第二隔离变压器为三绕组变压器或双绕组变压器。
[0012]根据一些实施例，所述多绕组变压器的原边绕组连接第三交流系统；或者连接所述第一交流系统；或者连接所述第一隔离变压器的副边绕组；或者连接所述第一隔离变压器的第三绕组；或者连接所述第二交流系统；或者连接所述第二隔离变压器的副边绕组；或者连接所述第二隔离变压器的第三绕组。
[0013]根据一些实施例，其中：
[0014]所述多绕组变压器包括一个原边绕组，所述多绕组变压器的原边绕组经过第一交流开关，与所述第一交流系统连接，或者与所述第一隔离变压器的副边绕组连接，或者与所述第一隔离变压器的第三绕组连接；所述原边绕组还经过第二交流开关，与所述第二交流系统连接，或者与所述第二隔离变压器的副边绕组连接，或者与所述第二隔离变压器的第三绕组连接；或者
[0015]所述多绕组变压器包括第一原边绕组和第二原边绕组，所述第一原边绕组经过所述第一交流开关，与所述第一交流系统连接，或者与所述第一隔离变压器的副边绕组连接，或者与所述第一隔离变压器的第三绕组连接；所述第二原边绕组经过所述第二交流开关，与所述第二交流系统连接，或者与所述第二隔离变压器的副边绕组连接，或者与所述第二隔离变压器的第三绕组连接；
[0016]所述第一交流开关和所述第二交流开关不同时闭合。
[0017]根据一些实施例，所述柔性交流合环装置还包括第一多绕组变压器和第二多绕组变压器，其中：
[0018]所述第一多绕组变压器的原边绕组经过第一交流开关，与所述第一交流系统连接，或者与所述第一隔离变压器的副边绕组连接，或者与所述第一隔离变压器的第三绕组连接；
[0019]所述第二多绕组变压器的原边绕组经过第二交流开关，与所述第二交流系统连接，或者与所述第二隔离变压器的副边绕组连接，或者与所述第二隔离变压器的第三绕组连接。
[0020]根据一些实施例，M个所述稳压单元的交流端与所述第一多绕组变压器的副边绕组连接，N
‑
M个所述稳压单元的交流端与所述第二多绕组变压器的副边绕组连接。
[0021]根据一些实施例，所述三相换流链中任一个换流链并联短路开关。
[0022]根据一些实施例，所述柔性交流合环装置包括i个多绕组变压器，i≥2，所述i个多绕组变压器包括3N个副边绕组，所述i个多绕组变压器中任一个多绕组变压器包括1个原边绕组。
[0023]根据一些实施例，还包括预充电单元，所述预充电单元包括并联连接的预充电开关和预充电电阻，所述预充电单元与所述多绕组变压器的原边绕组串联连接。
[0024]根据一些实施例，所述柔性交流合环装置需要接入的全桥子模块的数量：
[0025][0026][0027]其中，Udc为所述全桥子模块的额定直流电压；U1为所述三相换流链一端的相电压有效值；U2为所述三相换流链另一端的相电压有效值；γ为U1和U2的相角差。
[0028]根据一些实施例，所述N个全桥子模块中任一个全桥子模块的交流端并联旁路开关。
[0029]根据一些实施例，所述N个全桥子模块中任一个全桥子模块的交流端并联双向固态开关，其中，所述双向固态开关包括功率半导体器件，允许流过双向电流，在子模块直流电容过压的情况下导通。
[0030]根据一些实施例，还包括动态无功补偿单元，所述动态无功补偿单元连接所述第一交流系统，或者所述第一隔离变压器的副边绕组，或者所述第一隔离变压器的第三绕组；或者所述第二交流系统，或者所述第二隔离变压器副边绕组，或者所述第二隔离变压器的第三绕组；所述动态无功补偿单元用于向连接点注入无功功率。
[0031]根据一些实施例，还包括切换开关单元，所述切换开关单元包括三相隔离开关和两个相间开关，其中：
[0032]所述三相隔离开关串联在所述三相换流链和所述第一交流系统之间，或者串联在所述三相换流链和所述第二交流系统之间；
[0033]所述两个相间开关连接在所述三相隔离开关与所述三相换流链的同一侧端口之间，所述两个相间开关跨接于不同相换流链之间。
[0034]根据一些实施例，所述柔性交流合环装置包括并联连接的两组三相换流链，每组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性交流合环装置，其特征在于，所述柔性交流合环装置包括三相换流链和多绕组变压器，所述三相换流链中任一个换流链包括N个交流端级联的全桥子模块和N个稳压单元，N为大于等于1的整数，所述三相换流链中任一个换流链的一端直接或经第一隔离变压器连接第一交流系统，另一端直接或经第二隔离变压器连接第二交流系统；其中：所述全桥子模块中任一个包括桥式电路和直流电容，所述桥式电路的直流端和直流电容并联连接，所述桥式电路包括四组功率半导体器件，所述桥式电路的中点为对应全桥子模块的交流端；所述稳压单元中任一个包括单相全桥电路或三相半桥电路，所述稳压单元中任一个的直流端与对应的全桥子模块的直流电容并联，交流端连接所述多绕组变压器的副边绕组。2.如权利要求1所述的柔性交流合环装置，其特征在于，各所述换流链还包括电抗器，所述电抗器与对应换流链的所述N个全桥子模块串联。3.如权利要求1所述的柔性交流合环装置，其特征在于，所述第一隔离变压器和/或第二隔离变压器为三绕组变压器或双绕组变压器。4.如权利要求3所述的柔性交流合环装置，其特征在于，所述多绕组变压器的原边绕组连接第三交流系统；或者连接所述第一交流系统；或者连接所述第一隔离变压器的副边绕组；或者连接所述第一隔离变压器的第三绕组；或者连接所述第二交流系统；或者连接所述第二隔离变压器的副边绕组；或者连接所述第二隔离变压器的第三绕组。5.如权利要求4所述的柔性交流合环装置，其特征在于，其中：所述多绕组变压器包括一个原边绕组，所述多绕组变压器的原边绕组经过第一交流开关，与所述第一交流系统连接，或者与所述第一隔离变压器的副边绕组连接，或者与所述第一隔离变压器的第三绕组连接；所述原边绕组还经过第二交流开关，与所述第二交流系统连接，或者与所述第二隔离变压器的副边绕组连接，或者与所述第二隔离变压器的第三绕组连接；或者所述多绕组变压器包括第一原边绕组和第二原边绕组，所述第一原边绕组经过所述第一交流开关，与所述第一交流系统连接，或者与所述第一隔离变压器的副边绕组连接，或者与所述第一隔离变压器的第三绕组连接；所述第二原边绕组经过所述第二交流开关，与所述第二交流系统连接，或者与所述第二隔离变压器的副边绕组连接，或者与所述第二隔离变压器的第三绕组连接；所述第一交流开关和所述第二交流开关不同时闭合。6.如权利要求4所述的柔性交流合环装置，其特征在于，所述柔性交流合环装置还包括第一多绕组变压器和第二多绕组变压器，其中：所述第一多绕组变压器的原边绕组经过第一交流开关，与所述第一交流系统连接，或者与所述第一隔离变压器的副边绕组连接，或者与所述第一隔离变压器的第三绕组连接；所述第二多绕组变压器的原边绕组经过第二交流开关，与所述第二交流系统连接，或者与所述第二隔离变压器的副边绕组连接，或者与所述第二隔离变压器的第三绕组连接。7.如权利要求6所述的柔性交流合环装置，其特征在于，M个所述稳压单...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢晔源，王宇，刘桓成，
申请(专利权)人：南京南瑞继保工程技术有限公司常州博瑞电力自动化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：