[發(fā)明專利]柔性交流合環(huán)裝置及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211142904.9
• 申請日: 2022-09-20
• 公開（公告）號: CN115483683A
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發(fā)明（設計）人: 謝曄源;王宇;劉桓成
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術有限公司;常州博瑞電力自動化設備有限公司
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06;H02J3/36
• 代理公司: 北京律和信知識產權代理事務所(普通合伙) 11446
• 代理人: 謝清萍;項榮

本申請?zhí)峁┮环N柔性交流合環(huán)裝置及系統(tǒng)。柔性交流合環(huán)裝置包括三相換流鏈和多繞組變壓器，三相換流鏈中任一個換流鏈包括N個交流端級聯的全橋子模塊和N個穩(wěn)壓單元，N為大于等于1的整數，三相換流鏈中任一個換流鏈的一端直接或經第一隔離變壓器連接第一交流系統(tǒng)，另一端直接或經第二隔離變壓器連接第二交流系統(tǒng)；其中：全橋子模塊中任一個包括橋式電路和直流電容，橋式電路的直流端和直流電容并聯連接，橋式電路包括四組功率半導體器件，橋式電路的中點為對應全橋子模塊的交流端；穩(wěn)壓單元中任一個包括單相全橋電路或三相半橋電路，穩(wěn)壓單元中任一個的直流端與對應的全橋子模塊的直流電容并聯，交流端連接多繞組變壓器的副邊繞組。

技術領域

本申請涉及交流輸電技術領域，具體而言，涉及一種柔性交流合環(huán)裝置及系統(tǒng)。

背景技術

隨著用戶對電能質量、用電需求和供電可靠性等要求的不斷提高，使用電力系統(tǒng)的合環(huán)運行方式來進行供電。

電力系統(tǒng)的合環(huán)運行方式是基于雙路電源的供電方式，將線路、變壓器或斷路器連接構成的網絡閉合運行方式，電網合環(huán)運行的好處是它們之間可以相互送電和變電，互相支援，互相調劑，互為備用；這樣既可以提高電網或供電的可靠性，又可以保證重要負荷的用電。但是合環(huán)運行的條件較為苛刻，需要兩路電源的電壓幅值、相位基本一致，合環(huán)后才不會引起環(huán)網內各元件的過載；但是在實際系統(tǒng)中，受系統(tǒng)阻抗分布的影響，兩路電源實際存在幅值和相角差，無法滿足合環(huán)運行的條件，兩路電源和負荷之間孤立運行，無法實現合環(huán)運行的優(yōu)勢。

現有技術中已有利用電力電子變流器實現柔性合環(huán)的方案，如采用AC-DC-AC的交直交變流器將兩路電源的交流母線連接起來，背靠背的兩個變流器中間有直流母線隔離，交流側分別調節(jié)交流電壓幅值和相位，可以實現柔性合環(huán)；還可以控制兩路電源交流母線之間的潮流，當一路電源負載較重時，通過調節(jié)潮流實現兩路電源之間的負荷均衡。但是這種方案的成本較高，需要整流和逆變兩套變流器，而且在調節(jié)潮流時，這兩套變流器都有全功率的電流流過，損耗較高。因此，現有技術中，并聯型柔性合環(huán)方案性價比不高。

在所述背景技術部分公開的上述信息僅用于加強對本申請的背景的理解，因此它可以包括不構成對本領域普通技術人員已知的現有技術的信息。

發(fā)明內容

為解決上述問題，本申請?zhí)岢鲆环N柔性交流合環(huán)裝置及系統(tǒng)。

根據本申請的第一方面，提出一種柔性交流合環(huán)裝置，其特征在于，所述柔性交流合環(huán)裝置包括三相換流鏈和多繞組變壓器，所述三相換流鏈中任一個換流鏈包括N個交流端級聯的全橋子模塊和N個穩(wěn)壓單元，N為大于等于1的整數，所述三相換流鏈中任一個換流鏈的一端直接或經第一隔離變壓器連接第一交流系統(tǒng)，另一端直接或經第二隔離變壓器連接第二交流系統(tǒng)；其中：

所述全橋子模塊中任一個包括橋式電路和直流電容，所述橋式電路的直流端和直流電容并聯連接，所述橋式電路包括四組功率半導體器件，所述橋式電路的中點為對應全橋子模塊的交流端；

所述穩(wěn)壓單元中任一個包括單相全橋電路或三相半橋電路，所述穩(wěn)壓單元中任一個的直流端與對應的全橋子模塊的直流電容并聯，交流端連接所述多繞組變壓器的副邊繞組。

根據一些實施例，各所述換流鏈還包括電抗器，所述電抗器與對應換流鏈的所述N個全橋子模塊串聯。

根據一些實施例，所述第一隔離變壓器和/或第二隔離變壓器為三繞組變壓器或雙繞組變壓器。

根據一些實施例，所述多繞組變壓器的原邊繞組連接第三交流系統(tǒng)；或者連接所述第一交流系統(tǒng)；或者連接所述第一隔離變壓器的副邊繞組；或者連接所述第一隔離變壓器的第三繞組；或者連接所述第二交流系統(tǒng)；或者連接所述第二隔離變壓器的副邊繞組；或者連接所述第二隔離變壓器的第三繞組。

根據一些實施例，其中：