[發明專利]一種適用于共零線低壓配電系統的多用途柔性互聯裝置

在審

• 申請號: 202011181051.0
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112350311A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 余龍海;廖育武;余騰飛;王培元;朱勁松;朱道唯
• 申請（專利權）人: 湖北春田電工技術有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/06;H02J3/26
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 王聰聰

本發明公開了一種適用于共零線低壓配電系統的多用途柔性互聯裝置，包括多個共直流母線的單相變流器，每個單相變流器串聯一個單相交流電抗器；每個單相交流電抗器的輸出端口構成一個單相交流端口，每個單相交流端口用于對接一個單相電源，或對接雙相電源或三相電源中的任一相；以此方式，三個單相變流器對應提供的三個單相交流端口可對接一個三相電源，兩個單相變流器對應提供的兩個單相交流端口可對接一個雙相電源；通過多個共直流母線的單相變流器形成環形供電回路，實現單相、雙相、三相電源彼此之間的柔性互聯；本發明將公共配電網或企業配電網的任意三相低壓母線、單相電源或共零線的獨立微電網柔性聯結起來，實現電能的任意調度和相互支撐。

技術領域

本發明屬于智能電網技術領域，更具體地，涉及一種適用于共零線低壓配電系統的多用途柔性互聯裝置。

背景技術

目前在住宅小區、寫字樓、商業綜合體、農村用電等多種場景下，一般多采用單相供電方式，從而常常出現三相不平衡情況；即便采用多個變壓器的情況，內部各變壓器之間都是獨立運行，這種不平衡也無法分擔和均衡。另外，現在很多家庭備有自發電或儲能電池等系統，它們一般為單相電力且不參與系統調節，工作又一定的隨機性，造成的三相不平衡會間歇性加劇?，F有的多端口柔性互聯裝置一般適用于三相對稱的低壓系統柔性互聯，但無法適用于單相負荷為主的電力系統柔性互聯，以及單相、雙相、三相電源之間的彼此互聯。

發明內容

針對現有技術的至少一個缺陷或改進需求，本發明提供了一種適用于共零線低壓配電系統的多用途柔性互聯裝置，其目的在于解決現有的多端口柔性互聯裝置僅適用于三相對稱的低壓系統柔性互聯，但無法適用于單相負荷為主的電力系統柔性互聯以及單相、雙相、三相電源之間的彼此互聯的問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種適用于共零線低壓配電系統的多用途柔性互聯裝置，其特征在于，包括多個共直流母線的單相變流器，每個所述單相變流器串聯一個單相交流電抗器；

每個單相變流器對應連接的單相交流電抗器的輸出端口構成一個單相交流端口，每個所述單相交流端口用于對接一個單相電源，或者，每個所述單相交流端口用于對接雙相電源或三相電源中的任一相；

以此方式，三個單相變流器對應提供的三個單相交流端口可對接一個三相電源，兩個單相變流器對應提供的兩個單相交流端口可對接一個雙相電源；通過多個共直流母線的單相變流器形成環形供電回路，實現單相電源、雙相電源、三相電源彼此之間的柔性互聯。

優選的，上述多用途柔性互聯裝置，每個所述單相變流器包括直流電容器以及由至少兩個IGBT元件串聯形成的功率模塊；

所述功率模塊的上端與所述直流電容器的正極共同連接所述直流母線的正極，下端與所述直流電容器的負極共同連接所述直流母線的負極；功率模塊中相串聯的兩個IGBT元件之間的連接點引出端子與單相交流電抗器相連。

優選的，上述多用途柔性互聯裝置，還包括控制器；所述控制器分別與每個IGBT元件的柵極相連，通過控制IGBT元件的導通或斷開來調節單相變流器的工作模式。

優選的，上述多用途柔性互聯裝置，每個所述單相變流器的輸出頻率分別與各自的單相交流端口所連接的交流電源的頻率相同。

優選的，上述多用途柔性互聯裝置，不同的單相變流器提供的單相交流端口可連接同頻的同步交流電源，或者連接不同頻的異步交流電源，實現異步互聯。

優選的，上述多用途柔性互聯裝置，在有功功率控制的情況下，每個單相變流器輸出的有功功率的大小僅能進行單向調節，以避免形成環流。

優選的，上述多用途柔性互聯裝置，在無功功率控制的情況下，每個單相變流器輸出的無功功率的大小可雙向調節，以滿足電網電壓支撐和功率平衡的需要。

優選的，上述多用途柔性互聯裝置，所述單相變流器是AC/DC直流側可控的、交流側兩象限運行的雙向變流器。