[發(fā)明專利]一種柔性多狀態(tài)開關(guān)及控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010091753.3
• 申請(qǐng)日: 2020-02-13
• 公開（公告）號(hào): CN113258572B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝曄源;楊勇;李繼紅;王宇;段軍;黃曉明;陸翌;王朝亮;倪曉軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司;國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): H02J3/06
• 分類號(hào): H02J3/06;H02M7/219;H02M7/483;H02M3/335;H02M1/32
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本申請(qǐng)?zhí)峁┤嵝远酄顟B(tài)開關(guān)及控制方法：所述柔性多狀態(tài)開關(guān)包括兩個(gè)鏈?zhǔn)綋Q流器；所述鏈?zhǔn)綋Q流器包括三個(gè)多電平換流鏈，三個(gè)多電平換流鏈?zhǔn)孜蚕嗷ミB接構(gòu)成角型接法，端部引出與交流電網(wǎng)連接；所述多電平換流鏈包括N個(gè)四端口功率模塊、至少一個(gè)阻尼單元，所述N為大于等于1的整數(shù)；所述四端口功率模塊由直流電容、功率組件、第一開關(guān)單元與第二開關(guān)單元構(gòu)成；所述直流電容連接功率組件，功率組件包括四組功率半導(dǎo)體器件，構(gòu)成兩個(gè)橋臂，即全橋連接形式，兩個(gè)橋臂中點(diǎn)引出定義為四端口功率模塊的交流端；所述第一開關(guān)單元的一端連接直流電容的正極或負(fù)極，另一端連接第二開關(guān)單元的一端，第一開關(guān)單元與第二開關(guān)單元的連接點(diǎn)引出定義為第一直流端口；第二開關(guān)單元的另一端定義為第二直流端口。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及柔性多狀態(tài)開關(guān)以及控制方法。

背景技術(shù)

隨著用戶對(duì)用電需求、電能質(zhì)量及供電可靠性等要求的不斷提高，傳統(tǒng)的供電網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越難以滿足用戶的供電需求。現(xiàn)有的供配電網(wǎng)絡(luò)其中一條線路過(guò)負(fù)荷或者故障時(shí)，經(jīng)常導(dǎo)致較大范圍的停電。在雙母線供電的情況下，經(jīng)常出現(xiàn)一條母線負(fù)荷過(guò)重，另一條母線輕載，存在用電負(fù)荷不平衡的情況，如果兩路母線之間利用電力電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，既可以提高供電可靠性，也可以實(shí)現(xiàn)有功功率的平衡。同時(shí)，在交直流配電網(wǎng)中，分布式發(fā)電在電網(wǎng)中的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，且逐漸成為大電網(wǎng)的有效補(bǔ)充，分布式電源、負(fù)荷以及儲(chǔ)能裝置構(gòu)成微網(wǎng)，眾多分布式電源、負(fù)荷以及儲(chǔ)能裝置的類型不同，包含直流或交流，電壓等級(jí)、容量也不相同，如何將上述低壓?jiǎn)卧?jīng)濟(jì)、有效地接入，進(jìn)行統(tǒng)一管理是較難解決的問(wèn)題。

現(xiàn)有技術(shù)中基于全控器件的電壓源換流器(voltage source converter，VSC)背靠背組建的柔性合環(huán)裝置可以實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)的合環(huán)運(yùn)行，提高供電可靠性，并可以實(shí)現(xiàn)有功功率相互傳輸，但是上述方式成本過(guò)高；且互聯(lián)方式單一，僅能夠?qū)崿F(xiàn)兩路中壓交流電源之間的互聯(lián)，無(wú)法提供低壓交直流系統(tǒng)接入或?qū)崿F(xiàn)低壓交直流互聯(lián)。并不能成為經(jīng)濟(jì)、有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種柔性多狀態(tài)開關(guān)以及柔性交直流互聯(lián)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)兩路交流電源有功功率的相互支援，并達(dá)到直流電壓均衡控制效果。本發(fā)明同時(shí)提供相應(yīng)的控制方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的解決方案是：

一種柔性多狀態(tài)開關(guān)，包括：

兩個(gè)鏈?zhǔn)綋Q流器和至少一個(gè)互聯(lián)模塊；

所述鏈?zhǔn)綋Q流器包括三個(gè)多電平換流鏈，三個(gè)多電平換流鏈?zhǔn)孜蚕嗷ミB接構(gòu)成角型接法，端部引出與交流電網(wǎng)連接；

所述多電平換流鏈包括N個(gè)四端口功率模塊、至少一個(gè)阻尼單元，所述N為大于等于1的整數(shù)；

所述四端口功率模塊由直流電容、功率組件、第一開關(guān)單元與第二開關(guān)單元構(gòu)成；所述直流電容與功率組件并聯(lián)，功率組件包括四組功率半導(dǎo)體器件，構(gòu)成兩個(gè)橋臂，即全橋連接形式，兩個(gè)橋臂中點(diǎn)引出定義為四端口功率模塊的交流端；所述第一開關(guān)單元的一端連接直流電容的正極或負(fù)極，另一端連接第二開關(guān)單元的一端，第一開關(guān)單元與第二開關(guān)單元的連接點(diǎn)引出定義為第一直流端口；第二開關(guān)單元的另一端定義為第二直流端口；

所述四端口功率模塊的交流端與相鄰四端口功率模塊交流端依次連接；所述四端口功率模塊的交流端與相鄰四端口功率模塊交流端依次連接；所述四端口功率模塊的第二直流端口連接相鄰四端口功率模塊的第一直流端口；

所述阻尼單元包括并聯(lián)連接的第三開關(guān)單元和阻尼電阻，阻尼單元與四端口功率模塊的交流端串聯(lián)；

所述互聯(lián)模塊兩端分別連接位于兩個(gè)鏈?zhǔn)綋Q流器的任意不同四端口功率模塊上的直流電容。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述第一開關(guān)單元包括第一開關(guān)，第二開關(guān)單元包括第二開關(guān)；所述第一、二開關(guān)為功率半導(dǎo)體器件或機(jī)械開關(guān)。