一种模块化低压柔直变流器系统的制作方法

本发明涉及电力系统，尤其涉及一种模块化低压柔直变流器系统。

背景技术：

1、在新型电力系统建设背景下，由于电动汽车充电桩、分布式光伏等直流源荷的接入，配电网负荷和末端电源急剧上升，对传统配电网承载力、可靠性、运行效率、电能质量等提出了新的挑战。分布式发电、储能技术能实现电网智能化的手段，智能电网是社会经济发展的必然选择，为实现清洁能源的开发、输送和消纳，电网必须提高其灵活性和兼容性。分不断提高其安全防御能力和自愈能力。降低运营成本，促进节能减排，电网运行更为经济高效。

2、由此催生了交直流配电网架设思路。交直流配电网具有节省线路走廊、配电容量大、电能质量好、易于功率分配、传输效率高等诸多优点。通过低压配电台区交直流互联，实现配网末端系统正常运行时的动态增容、负载率均衡和故障下的转供电，提升供电可靠性，提升分布式电源接纳能力。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种模块化低压柔直变流器系统，解决现有交直流配电网线路中供电可靠不强和分布式电源接纳能力差的技术问题。可实现低压柔直互联系统中的电能双向灵活控制、有功无功控制、电能质量治理、不间断供电、电压支撑、故障限流、台区能源互济等。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种模块化低压柔直变流器系统，包括交流进线l1、交流进线l2、交流进线l 3、交流断路器cb 1、变压器t1、若干块柔直变流器模块、直流侧断路器cb 2和主控单元，交流进线l1、交流进线l2和交流进线l3的一端与台区电网连接，交流断路器cb 1经变压器t1与交流进线l1、交流进线l2和交流进线l 3连接，变压器t1设置在交流断路器cb1的后端，交流断路器cb1用于起短路及过载保护作用，同时具有电操机构，远程通断控制，变压器t1用于将交流、直流侧隔离，避免台区之间的电流环流，同时也将交、直流电气隔离，使系统安全可靠运行，柔直变流器模块与柔直变流器模块之间并联设置，若干块柔直变流器模块设置在变压器t1的后端，直流侧断路器cb2设置在若干块柔直变流器模块的后端，直流侧断路器cb2用于短路及过载保护作用，同时具备电操机构，远程通断控制，主控单元分别与交流断路器cb 1、变压器t 1、若干块柔直变流器模块和直流侧断路器cb2连接，主控单元用于远程交流断路器cb1和直流侧断路器cb2的通断，远程监测变压器t1状态，并且调度和监控柔直变流器模块，柔直变流器模块用于电网台区之间交直流能量转换。

4、进一步地，上述方案还包括软起动电路ss 1，软起动电路ss 1的一端与交流断路器cb1的一端连接，软起动电路ss 1的另一端与交流断路器cb1的另一端连接，软起动电路ss 1的控制驱动端与主控单元连接，软起动电路ss 1用于内部变压器的软起，防止交流断路器cb 1闭合时，变压器t1的励磁涌流冲击引起前一级断路器脱扣。

5、进一步地，上述方案还包括交流侧防雷器spd 1，交流侧防雷器spd 1设置在交流断路器cb1与变压器t1之间，且交流侧防雷器spd1设置在交流进线l1、交流进线l2和交流进线l3上，交流侧防雷器spd1接地设置，交流侧防雷器spd1用于防止设备因交流侧雷击浪涌损坏。

6、进一步地，上述方案还包括直流侧防雷器spd2，直流侧防雷器spd2设置在若干块柔直变流器模块和直流侧断路器cb2之间，且直流侧防雷器spd2设置在交流进线l1、交流进线l2和交流进线l3上，直流侧防雷器spd2接地设置，直流侧防雷器spd2用于防止设备因直流侧雷击浪涌损坏。

7、进一步地，若干块柔直变流器模块的侧边上设置有风扇fan 1，风扇fan 1与主控单元连接，风扇fan 1用于使系统形成强制对流从而对系统进行散热。

8、进一步地，变压器t1上设置有温度检测装置，主控单元通过变压器过温检测线t-opt与温度检测装置连接，温度检测装置用于检测变压器t1的温度，并实时传给主控单元。

9、进一步地，主控单元通过通讯信号总线com 1与若干块柔直变流器模块连接，通讯信号总线com 1为485/ca n总线，柔直变流器模块与柔直变流器模块之间通过并机通讯can总线和载波/工频同步信号总线连接。

10、进一步地，交流侧防雷器spd 1和直流侧防雷器spd2上均设置有故障检测装置，主控单元通过交流侧防雷器故障检测线spd1-fl t与交流侧防雷器spd 1的故障检测装置连接，用于实时检测交流侧防雷器spd 1是否发生故障，主控单元通过交流侧防雷器故障检测线spd2-fl t与直流侧防雷器spd2的故障检测装置连接，用于实时检测直流侧防雷器spd2是否发生故障。

11、进一步地，主控单元通过接触器控制驱动线ss1-onof f与软起动电路ss 1，远程控制软起动电路ss 1开启和关闭，主控单元通过控制驱动线cb1-onof f与交流断路器cb 1连接，主控单元通过直流断路器驱动控制及回馈线cb2-onoff与交流断路器cb1连接。

12、进一步地，若干块柔直变流器模块的功率规模不同，根据系统总功率需求灵活变换模块数量，满足柔直互联应用，单块柔直变流器模块故障，不影响其它柔直变流器模块运行，实现冗余，柔直变流器模块主控单元分离，电网调度的需求及策略升级，不影响柔直变流器模块。

13、本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

14、本发明主变功率换单元模块化，可根据系统总功率需求灵活变换模块数量，开发1～2种模块(如50k w、100k w)，即可满足几乎所有柔直互联应用，单模块故障，不影响其他模块运行，轻松实现冗余，故障快速更换及维修，运维成本低，功率控制单元与主控单元分离，电网调度等需求及策略升级，不影响功率变换单元。

技术特征：

1.一种模块化低压柔直变流器系统，其特征在于：包括交流进线l1、交流进线l2、交流进线l3、交流断路器cb1、变压器t1、若干块柔直变流器模块、直流侧断路器cb2和主控单元，交流进线l1、交流进线l2和交流进线l3的一端与台区电网连接，交流断路器cb1经变压器t1与交流进线l1、交流进线l2和交流进线l3连接，变压器t1设置在交流断路器cb1的后端，交流断路器cb1用于起短路及过载保护作用，同时具有电操机构，远程通断控制，变压器t1用于将交流、直流侧隔离，避免台区之间的电流环流，同时也将交、直流电气隔离，使系统安全可靠运行，柔直变流器模块与柔直变流器模块之间并联设置，若干块柔直变流器模块设置在变压器t1的后端，直流侧断路器cb2设置在若干块柔直变流器模块的后端，直流侧断路器cb2用于短路及过载保护作用，同时具备电操机构，远程通断控制，主控单元分别与交流断路器cb1、变压器t1、若干块柔直变流器模块和直流侧断路器cb2连接，主控单元用于远程交流断路器cb1和直流侧断路器cb2的通断，远程监测变压器t1状态，并且调度和监控柔直变流器模块，柔直变流器模块用于电网台区之间交直流能量转换。

2.根据权利要求1所述的一种模块化低压柔直变流器系统，其特征在于：还包括软起动电路ss1，软起动电路ss1的一端与交流断路器cb1的一端连接软起动电路ss1的另一端与交流断路器cb1的另一端连接，软起动电路ss1的控制驱动端与主控单元连接，软起动电路ss1用于内部变压器的软起，防止交流断路器cb1闭合时，变压器t1的励磁涌流冲击引起前一级断路器脱扣。

3.根据权利要求2所述的一种模块化低压柔直变流器系统，其特征在于：还包括交流侧防雷器spd1，交流侧防雷器spd1设置在交流断路器cb1与变压器t1之间，且交流侧防雷器spd1设置在交流进线l1、交流进线l2和交流进线l3上，交流侧防雷器spd1接地设置，交流侧防雷器spd1用于防止设备因交流侧雷击浪涌损坏。

4.根据权利要求3所述的一种模块化低压柔直变流器系统，其特征在于：还包括直流侧防雷器spd2，直流侧防雷器spd2设置在若干块柔直变流器模块和直流侧断路器cb2之间，且直流侧防雷器spd2设置在交流进线l1、交流进线l2和交流进线l3上，直流侧防雷器spd2接地设置，直流侧防雷器spd2用于防止设备因直流侧雷击浪涌损坏。

5.根据权利要求1所述的一种模块化低压柔直变流器系统，其特征在于：若干块柔直变流器模块的侧边上设置有风扇fan1，风扇fan1与主控单元连接，风扇fan1用于使系统形成强制对流从而对系统进行散热。

6.根据权利要求1所述的一种模块化低压柔直变流器系统，其特征在于：变压器t1上设置有温度检测装置，主控单元通过变压器过温检测线t-opt与温度检测装置连接，温度检测装置用于检测变压器t1的温度，并实时传给主控单元。

7.根据权利要求1所述的一种模块化低压柔直变流器系统，其特征在于：主控单元通过通讯信号总线com1与若干块柔直变流器模块连接，通讯信号总线com1为485/can总线，柔直变流器模块与柔直变流器模块之间通过并机通讯can总线和载波/工频同步信号总线连接。

8.根据权利要求1所述的一种模块化低压柔直变流器系统，其特征在于：交流侧防雷器spd1和直流侧防雷器spd2上均设置有故障检测装置，主控单元通过交流侧防雷器故障检测线spd1-flt与交流侧防雷器spd1的故障检测装置连接，用于实时检测交流侧防雷器spd1是否发生故障，主控单元通过交流侧防雷器故障检测线spd2-flt与直流侧防雷器spd2的故障检测装置连接，用于实时检测直流侧防雷器spd2是否发生故障。

9.根据权利要求1所述的一种模块化低压柔直变流器系统，其特征在于：主控单元通过接触器控制驱动线ss1-onoff与软起动电路ss1，远程控制软起动电路ss1开启和关闭，主控单元通过控制驱动线cb1-onoff与交流断路器cb1连接，主控单元通过直流断路器驱动控制及回馈线cb2-onoff与交流断路器cb1连接。

10.根据权利要求7所述的一种模块化低压柔直变流器系统，其特征在于：若干块柔直变流器模块的功率规模不同，根据系统总功率需求灵活变换模块数量，满足柔直互联应用，单块柔直变流器模块故障，不影响其它柔直变流器模块运行，实现冗余，柔直变流器模块主控单元分离，电网调度的需求及策略升级，不影响柔直变流器模块。

技术总结
本发明提供一种模块化低压柔直变流器系统，属于电力系统技术领域，包括交流进线L1、交流进线L2、交流进线L3、交流断路器CB1、变压器T1、若干块柔直变流器模块、直流侧断路器CB2和主控单元，交流进线L1、交流进线L2和交流进线L3的一端与台区电网连接，交流断路器CB1经变压器T1与交流进线L1、交流进线L2和交流进线L3连接，变压器T1设置在交流断路器CB1的后端。主变功率换单元模块化，可根据系统总功率需求灵活变换模块数量，开发1～2种模块(如50kW、100kW)，即可满足几乎所有柔直互联应用，单模块故障，不影响其他模块运行，轻松实现冗余，故障快速更换及维修，运维成本低，功率控制单元与主控单元分离，电网调度等需求及策略升级，不影响功率变换单元。

技术研发人员：丁越乙,刘远涛
受保护的技术使用者：深圳市恩玖科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14