一种多端口柔性合环互联装置及控制方法与流程

本申请涉及电力电子，尤其涉及一种多端口柔性合环互联装置及控制方法。

背景技术：

1、随着用户对用电需求、电能质量及供电可靠性等要求的不断提高，传统的供电网络越来越难以满足用户的供电需求。现有的供配电网络通常采用闭环设计、开环运行的模式。其中一条线路过负荷时，会影响系统的供电质量。柔性合环装置可以实现配电网络的合环运行，提高供电可靠性，因此得到了越来越多的重视。

2、柔性合环互联装置是一种基于电力电子技术的电能转换设备，用于连接多个交流电网，不仅可以实现不同电压等级、不同电压频率的电网互联，而且还可以控制功率的流动方向，实现均衡负载、优化电网供电能力、提供动态无功支持、提高配电网可靠性和设备利用率的效果。当系统出现故障时，柔性合环互联装置可在不增大短路电流的情况下快速隔离故障，并为停电区域提供电压和频率支撑，进而提高系统安全性与可靠性，因此，以柔性合环互联装置为核心的柔性互联技术已成为了配电网实现智能化演变的关键技术之一。

3、由于互联装置的端口间需能量双向传输，而目前大部分的多端口柔性合环互联装置采用的隔离技术多为高频隔离技术，这种隔离方式只具备电气隔离，在设备长期运行过程中，某个端口的退出依然存在端口高频隔离变压器及相邻器件长期带电的情况，容易造成相关器件长期带电而增加损耗，进而导致系统的不稳定的技术问题。

技术实现思路

1、本申请提供了一种多端口柔性合环互联装置及控制方法，用于解决现有的多端口柔性合环互联装置的隔离设计导致系统的不稳定的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本申请第一方面提供了一种多端口柔性合环互联装置，多端口柔性合环互联装置包括：第一变换模块与第二变换模块，其中，所述第一变换模块的端口与所述第二变换模块的端口通过隔离模块连接，所述隔离模块包括：多组双向晶闸管模块与三相高频交流母线；

3、每一组双向晶闸管模块的一端用于与所述端口的其中一个相别电连接，另一端用于与所述三相高频交流母线中的目标相别电连接，其中，所述目标相别与所述双向晶闸管模块连接的端口相别相同。

4、优选地，所述第一变换模块为交流变换模块。

5、优选地，所述第二变换模块为直流交换模块或交流变换模块。

6、优选地，所述交流变换模块中的每个单相子模块均包含多个功率单元，多个功率单元间采用模块级联的方式进行连接，其中，交流变换模块中的单相子模块为所述交流变换模块中与a、b或c其中一相高频交流母线连接的交流变换子模块。

7、优选地，所述交流变换模块的功率单元由两个全桥式电路组成，中间共用一组电容。

8、优选地，所述直流交换模块包含多组功率单元。

9、优选地，所述直流交换模块包含的功率单元为三组，且三组功率单元的一端通过所述双向晶闸管模块分别与三相高频交流母线相连接，另一端通过并联方式与直流母线相连接。

10、优选地，还包括：控制模块；

11、所述控制模块用于控制每个端口的功率单元的运行与闭锁以及控制对应端口的双向晶闸管模块的开合。

12、优选地，所述第一变换模块与所述第二变换模块的端口数量均为多个。

13、同时，本申请第二方面提供了一种多端口柔性合环互联装置的控制方法，应用于如本申请第一方面提供的一种多端口柔性合环互联装置，所述控制方法包括：

14、当第一变换模块和/或第二变换模块的端口接入三相高频交流母线时，先闭合相对应的双向晶闸管模块，再启动所述端口对应各个功率单元，其中所述端口包括：所述第一变换模块的交流端口所连接的交流端口和/或所述第二变换模块所连接的交流/直流端口；

15、当所述第一变换模块和/或所述第二变换模块的端口退出所述三相高频交流母线时，先闭锁所有功率单元，再断开各个所述功率单元相对应的双向晶闸管模块。

16、从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

17、本申请提供的方案通过设置隔离模块实现柔性合环互联装置的第一变换模块的端口与第二变换模块的端口连接，本申请隔离模块包括：多组双向晶闸管模块与三相高频交流母线，其中，每一组双向晶闸管模块的一端用于与端口的其中一个相别电连接，另一端用于与三相高频交流母线中相同的相别电连接，使得三相高频交流母线互不相连，实现了多端口的端口机械隔离，避免了因某个端口停机但仍有元器件接入回路中，从而影响元器件的寿命及系统的稳定性。

技术特征：

1.一种多端口柔性合环互联装置，多端口柔性合环互联装置包括：第一变换模块与第二变换模块，其中，所述第一变换模块的端口与所述第二变换模块的端口通过隔离模块连接，其特征在于，所述隔离模块包括：多组双向晶闸管模块与三相高频交流母线；

2.根据权利要求1所述的一种多端口柔性合环互联装置，其特征在于，所述第一变换模块为交流变换模块。

3.根据权利要求1所述的一种多端口柔性合环互联装置，其特征在于，所述第二变换模块为直流交换模块或交流变换模块。

4.根据权利要求2或3所述的一种多端口柔性合环互联装置，其特征在于，所述交流变换模块中的每个单相子模块均包含多个功率单元，多个功率单元间采用模块级联的方式进行连接，其中，交流变换模块中的单相子模块为所述交流变换模块中与a、b或c其中一相高频交流母线连接的交流变换子模块。

5.根据权利要求4所述的一种多端口柔性合环互联装置，其特征在于，所述交流变换模块的功率单元由两个全桥式电路组成，中间共用一组电容。

6.根据权利要求3所述的一种多端口柔性合环互联装置，其特征在于，所述直流交换模块包含多组功率单元。

7.根据权利要求6所述的一种多端口柔性合环互联装置，其特征在于，所述直流交换模块包含的功率单元为三组，且三组功率单元的一端通过所述双向晶闸管模块分别与三相高频交流母线相连接，另一端通过并联方式与直流母线相连接。

8.根据权利要求1所述的一种多端口柔性合环互联装置，其特征在于，还包括：控制模块；

9.根据权利要求1所述的一种多端口柔性合环互联装置，其特征在于，所述第一变换模块与所述第二变换模块的端口数量均为多个。

10.一种多端口柔性合环互联装置的控制方法，应用于如权利要求1至9任意一项所述的一种多端口柔性合环互联装置，其特征在于，所述控制方法包括：

技术总结
申请公开了一种多端口柔性合环互联装置及控制方法，涉及电力电子技术领域，本申请提供的方案通过设置隔离模块实现柔性合环互联装置的第一变换模块的端口与第二变换模块的端口连接，本申请隔离模块包括：多组双向晶闸管模块与三相高频交流母线，其中，每一组双向晶闸管模块的一端用于与端口的其中一个相别电连接，另一端用于与三相高频交流母线中相同的相别电连接，使得三相高频交流母线互不相连，实现了多端口的端口机械隔离，避免了因某个端口停机但仍有元器件接入回路中，从而影响元器件的寿命及系统的稳定性。

技术研发人员：李新,蒋维,王圣,李锦焙,余红波,范心明,董镝,宋安琪,陈绮琪,梁年柏,赵伟,李盈,曾烨,许澜
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15