[發(fā)明專利]基于H橋五電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的柔性合環(huán)裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011076466.1
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN114336627A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張緯晨;許崇福;婁彥濤;李孟琪;陳干
• 申請（專利權(quán)）人: 西安西電電力系統(tǒng)有限公司;中國西電電氣股份有限公司
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06;H02J3/00;H02M5/458;H02M7/483
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 單曉雙;董驍毅

本發(fā)明提供一種基于H橋五電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的柔性合環(huán)裝置，包括：第一降壓變壓器、第二降壓變壓器、基于五電平結(jié)構(gòu)的第一至第三雙端口模塊；所述第一降壓變壓器的原邊繞組連接第一三相交流電網(wǎng)，副邊繞組為相互隔離的三相電源，分別連接所述第一雙端口模塊、所述第二雙端口模塊、所述第三雙端口模塊的第一交流側(cè)；所述第二降壓變壓器的原邊繞組連接第二三相交流電網(wǎng)，副邊繞組為相互隔離的三相電源，分別連接所述第一雙端口模塊、所述第二雙端口模塊、所述第三雙端口模塊的第二交流側(cè)，所述第一雙端口模塊、所述第二雙端口模塊、所述第三雙端口模塊的直流側(cè)并聯(lián)在一起，電平數(shù)較多，入網(wǎng)電流的畸變率較低，對濾波器的要求也較低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及配電領(lǐng)域，尤其涉及一種基于H橋五電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的柔性合環(huán)裝置。

背景技術(shù)

中壓配電網(wǎng)以單電源放射狀或基于“閉環(huán)設(shè)計、開環(huán)運行”的分區(qū)供電模式為主。開環(huán)運行時，不同分區(qū)之間的潮流不能提供支援，且某分區(qū)電網(wǎng)故障時難以保證用戶的不間斷供電。隨著經(jīng)濟迅速發(fā)展，客戶對供電的可靠性要求越來越高。在中低壓配網(wǎng)中，為避免線路檢修及運行方式改變造成停電，保證重要用戶的不間斷供電，提高配電網(wǎng)的可靠性，需要對中低壓配電網(wǎng)進行合環(huán)操作，但是，若直接合環(huán)會增大系統(tǒng)短路容量。

現(xiàn)有配網(wǎng)合環(huán)采用環(huán)形接線的合環(huán)運行方案，常見合環(huán)方式主要有兩類：饋線內(nèi)環(huán)網(wǎng)(單電源)以及饋線間環(huán)網(wǎng)(雙電源)，如圖1所示，饋線內(nèi)合環(huán)如變電站B所示，即為同一變電站內(nèi)的110kV饋線合環(huán)(合環(huán)裝置B)。饋線間合環(huán)又具體可以分為：電壓等級相同時不同變電站間的合環(huán)(如合環(huán)裝置A，由兩條母線自兩個變電站分列運行)；不同電壓等級兩變電站間的合環(huán)(如合環(huán)裝置C)。

舉例來說，現(xiàn)有的配網(wǎng)合環(huán)裝置拓?fù)浞桨赴ǎ翰捎酶哳l隔離電力電子變壓器拓?fù)涞娜嵝院檄h(huán)裝置、三電平拓?fù)涞取?/p>

三電平拓?fù)淇梢杂杀晨勘尺B接的三電平變流器實現(xiàn)，其中功率模塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以為I型三電平或H橋三電平等。但是，三電平拓?fù)渲校娖綌?shù)較少，入網(wǎng)電流的畸變率較高，對濾波器的要求也較高。

采用高頻隔離電力電子變壓器拓?fù)涞娜嵝院檄h(huán)裝置通常選用H橋+DC/DC變換+H橋的模塊化結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，便于容量擴展。具備高頻隔離功能，不具備工頻隔離功能，且設(shè)備成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供一種基于H橋五電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的柔性合環(huán)裝置，能夠至少部分地解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于H橋五電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的柔性合環(huán)裝置，包括：第一降壓變壓器、第二降壓變壓器、基于五電平結(jié)構(gòu)的第一雙端口模塊、基于五電平結(jié)構(gòu)的第二雙端口模塊以及基于五電平結(jié)構(gòu)的第三雙端口模塊；

所述第一降壓變壓器的原邊繞組連接第一三相交流電網(wǎng)，副邊繞組為相互隔離的三相電源，分別連接所述第一雙端口模塊、所述第二雙端口模塊、所述第三雙端口模塊的第一交流側(cè)；

所述第二降壓變壓器的原邊繞組連接第二三相交流電網(wǎng)，副邊繞組為相互隔離的三相電源，分別連接所述第一雙端口模塊、所述第二雙端口模塊、所述第三雙端口模塊的第二交流側(cè)，所述第一雙端口模塊、所述第二雙端口模塊、所述第三雙端口模塊的直流側(cè)并聯(lián)在一起。

進一步地，所述第一降壓變壓器和所述第二降壓變壓器均為三相多繞組變壓器。

進一步地，所述第一降壓變壓器和所述第二降壓變壓器的鐵芯結(jié)構(gòu)相同，原邊繞組為三角型連接，副邊繞組輸出相互隔離的三相電源。

進一步地，所述第一雙端口模塊、所述第二雙端口模塊以及所述第三雙端口模塊均由兩個背靠背的H橋五電平變流器連接而成。

進一步地，所述H橋五電平變流器包括：LCL濾波器、五電平H橋、直流側(cè)上電容以及直流側(cè)下電容，所述LCL濾波器一端連接所述五電平H橋，所述五電平H橋的中點與所述直流側(cè)上電容和所述直流側(cè)下電容的中點相連。