[發明專利]一種星型、三角型及混合型拓撲結構的柔性合環裝置

在審

• 申請號: 201710012054.3
• 申請日: 2017-01-06
• 公開（公告）號: CN106786722A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 王先為;吳金龍;姚為正;馮宇鵬;張軍;張浩;胡丁文;宋曉梅
• 申請（專利權）人: 許繼電氣股份有限公司;西安許繼電力電子技術有限公司;許繼集團有限公司;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02M5/458;H02M3/335
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司41119
• 代理人: 韓天寶

技術領域

本發明涉及一種星型、三角型及混合型拓撲結構的柔性合環裝置，屬于輸配電技術領域。

背景技術

隨著經濟的發展及負荷種類和數量的快速增加，配電網網架結構日趨復雜化，我國大城市配電網逐步采用電纜線路“2-1”環網、電纜線路“3-1”環網等網架結構，但是受限于系統短路水平等因素的影響，一般采用閉環設計、開環運行的方式，一定程度上降低了供電可靠性。因此配電網的供電可靠性和供電質量受到了越來越多的挑戰，傳統的交流配電網在保障供電可靠性、供電質量方面具有一定的局限性。

基于可控電力電子器件的背靠背換流器，由于能夠實現潮流的四象限控制、并提供孤島供電電壓源，在解決傳統交流配電網的潮流轉供及孤島供電等方面具有獨特的技術優勢，可以用作配電網中環網的母線互聯，實現柔性合環運行，提高系統運行可靠性。

目前來講，常規的背靠背工程采用兩電平及三電平換流器結構，然而城市用地面積緊張，因此，為了無工頻變壓器直掛10kV及以上等級母線，常規的兩電平及三電平換流器受限于器件耐壓水平而不適用。為了減少占地，僅能采用多電平變流器，目前較為成熟的為模塊化多電平變流器背靠背裝置，并且已經應用于高壓電網的異步聯網工程。

然而，模塊化多電平變流器由于共用高壓直流側，高壓大容量高頻隔離環節難以實現，因此在配電網中并不具備實用性。

發明內容

本發明的目的是提供一種星型、三角型及混合型拓撲結構的柔性合環裝置，解決現有技術中高壓大容量高頻隔離環節難以實現的問題。

為實現上述目的，本發明的方案包括：一種星型拓撲結構的柔性合環裝置，包括三個雙端口模塊，所述雙端口模塊由兩個以上的兩側端口分別對應級聯的基本隔離單元構成，所述基本隔離單元包括兩側的變換器和中間的帶高頻隔離功能的變換器，所述三個雙端口模塊一側分別連接送端網絡的三相相電壓，另一側連接受端網絡的對應相的相電壓。

所述基本隔離單元兩側的變換器為全橋變換器，中間的帶高頻隔離功能的變換器為LLC諧振變換器。

本發明還提供了一種三角型拓撲結構的柔性合環裝置，

包括三個雙端口模塊，所述雙端口模塊由兩個以上的兩側端口分別對應級聯的基本隔離單元構成，所述基本隔離單元包括兩側的變換器和中間的帶高頻隔離功能的變換器，所述三個雙端口模塊一側分別連接送端網絡的三相線電壓，另一側連接受端網絡對應線電壓。

所述基本隔離單元兩側的變換器為全橋變換器，中間的帶高頻隔離功能的變換器為LLC諧振變換器。

本發明還提供了一種混合型拓撲結構的柔性合環裝置，

包括三個雙端口模塊，所述雙端口模塊由兩個以上的兩側端口分別對應級聯的基本隔離單元構成，所述基本隔離單元包括兩側的變換器和中間的帶高頻隔離功能的變換器，所述三個雙端口模塊一側分別連接送端網絡的三相相電壓，另一側分別連接受端網絡三相線電壓。

所述基本隔離單元兩側的變換器為全橋變換器，中間的帶高頻隔離功能的變換器為LLC諧振變換器。

本發明提供的星型、三角型及混合型拓撲結構的柔性合環裝置，通過將高頻隔離功能融入背靠背換流器，構成基本隔離單元，通過兩個以上的基本隔離單元級聯，形成高壓大容量高頻隔離環節，同時具備無工頻變壓器而占地面積小、模塊化高頻隔離單元提供電氣隔離能力的優勢，為配電網母線柔性互聯提供一種可選擇的拓撲配置方案，進而提高交流配電網可靠性并推動其發展。

附圖說明

圖1是本發明所述的適用于配電網母線互聯的柔性合環裝置；

圖2是一種星型對稱結構的柔性合環裝置拓撲；

圖3是一種三角型對稱結構的柔性合環裝置拓撲；

圖4是一種星型和三角型混合結構的柔性合環裝置拓撲；

圖5是一種基于LLC諧振變換器的高頻隔離單元拓撲。

具體實施方式