可滿足兩單相高壓電網(wǎng)之間能量交換的換流裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種可滿足兩單相高壓電網(wǎng)之間能量交換的換流裝置，屬于高壓電網(wǎng)系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】。該換流裝置包括n個(gè)換流閥模塊、1個(gè)n繞組變壓器和1個(gè)兩繞組變壓器，每個(gè)換流閥模塊由第一閥組和第二閥組通過一直流母線電容連接而成，每個(gè)換流閥模塊第一閥組的交流端分別與n繞組變壓器對應(yīng)的副邊連接，每個(gè)換流閥模塊第二閥組的交流端級(jí)聯(lián)后與兩繞組變壓器的副邊連接，n繞組變壓器的原邊和兩繞組變壓器的原邊分別用于連接至不同的電網(wǎng)。每個(gè)換流閥模塊共用直流母線電容，易于進(jìn)行功率模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具有良好的可擴(kuò)展性；采用多電平技術(shù)，具有多直流母線結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)的可靠性。本實(shí)用新型可應(yīng)用于軌道交通、配電網(wǎng)中兩單相電網(wǎng)的互聯(lián)。
【專利說明】可滿足兩單相高壓電網(wǎng)之間能量交換的換流裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種可滿足兩單相高壓電網(wǎng)之間能量交換的換流裝置，屬于高壓電網(wǎng)系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]在軌道交通供電系統(tǒng)及配電網(wǎng)系統(tǒng)，有較多的變壓器、電纜、機(jī)車動(dòng)力負(fù)荷，存在嚴(yán)重的無功損耗問題。如圖4所示，在兩個(gè)變電站之間如果能實(shí)現(xiàn)有功和無功的實(shí)時(shí)調(diào)度，對于改善電壓質(zhì)量、提高設(shè)備利用率、降低網(wǎng)損有很大益處。
[0003]在中高壓電網(wǎng)系統(tǒng)中，為使用低電壓等級(jí)的功率器件實(shí)現(xiàn)高壓的功率變換，研究者提出了多種高壓大功率變化的換流裝置，目前應(yīng)用于主電路拓?fù)涞闹饕趦纱箢惣夹g(shù)換流裝置:變壓器多重化技術(shù)換流裝置和多電平技術(shù)換流裝置。
[0004]多重化換流裝置拓?fù)淙鐖D5所示，具有開關(guān)頻率低、控制簡單、開關(guān)損耗低等優(yōu)點(diǎn)，但存在諸多弊端:如需要特殊設(shè)計(jì)的輸入輸出變壓器，變壓器繞組增多時(shí)導(dǎo)致變壓器設(shè)計(jì)困難；變壓器成本高，約占整個(gè)裝置成本的1/3 ;變壓器鐵磁具有非線性特性，使得控制器設(shè)計(jì)困難，容易弓I發(fā)裝置故障。
[0005]多電平換流裝置拓?fù)渲麟娐啡鐖D6所示，該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)現(xiàn)模塊化，便于采用低壓器件實(shí)現(xiàn)高壓系統(tǒng)的能量變換。由于電平數(shù)可以很多，因而可以實(shí)現(xiàn)較好的諧波特性。但是所需的的開關(guān)器件多，大大提高了成本。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的是提供一種可滿足兩單相高壓電網(wǎng)之間能量交換的換流裝置，以滿足兩高壓單相電網(wǎng)之間的能量交換。
[0007]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題而提供一種可滿足兩單相高壓電網(wǎng)之間能量交換的換流裝置，該換流裝置包括η個(gè)換流閥模塊、I個(gè)η繞組變壓器和I個(gè)兩繞組變壓器，每個(gè)換流閥模塊由第一閥組和第二閥組通過一直流母線電容連接而成，所述每個(gè)換流閥模塊第一閥組的交流端分別與η繞組變壓器對應(yīng)的副邊連接，每個(gè)換流閥模塊第二閥組的交流端級(jí)聯(lián)后與兩繞組變壓器的副邊連接，所述η繞組變壓器的原邊和兩繞組變壓器的原邊分別用于連接至不同的電網(wǎng)。
[0008]所述每個(gè)換流閥模塊的第一閥組交流端與η繞組變壓器對應(yīng)副邊之間還串接有濾波電感。
[0009]所述的每個(gè)換流閥模塊的第一閥組和第二閥組都是分別由4個(gè)開關(guān)器件構(gòu)成。
[0010]所述的換流閥模塊采用有功和無功解耦的雙閉環(huán)控制。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型的換流裝置用于設(shè)置在兩電網(wǎng)之間，該換流裝置包括η個(gè)換流閥模塊、I個(gè)η繞組變壓器和I個(gè)兩繞組變壓器，每個(gè)換流閥模塊由第一閥組和第二閥組通過一直流母線電容連接而成，所述每個(gè)換流閥模塊第一閥組的交流端分別與η繞組變壓器對應(yīng)的副邊連接，所述每個(gè)換流閥模塊第二閥組的交流端級(jí)聯(lián)后與兩繞組變壓器的副邊連接，所述η繞組變壓器的原邊和兩繞組變壓器的原邊分別用于連接至不同的電網(wǎng)。每個(gè)換流閥模塊共用直流母線電容，易于進(jìn)行功率模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具有良好的可擴(kuò)展性；采用多電平技術(shù)，具有多直流母線結(jié)構(gòu)，單個(gè)直流母線電壓較低，可以使用標(biāo)準(zhǔn)化的開關(guān)器件實(shí)現(xiàn)高壓系統(tǒng)的能量交換，提高了系統(tǒng)的可靠性。本實(shí)用新型采用的能量交換的換流技術(shù)，可應(yīng)用于軌道交通、配電網(wǎng)中兩單相電網(wǎng)的互聯(lián)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的換流裝置結(jié)構(gòu)原理圖；
[0013]圖2是本實(shí)用新型換流裝置中單個(gè)換流閥模塊的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0014]圖3是本實(shí)用新型換流裝置所采用的有功無功獨(dú)立控制原理框圖；
[0015]圖4是換流裝置的應(yīng)用示意圖；
[0016]圖5是現(xiàn)有技術(shù)中多重化換流裝置的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0017]圖6是現(xiàn)有技術(shù)中多電平換流裝置的結(jié)構(gòu)原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的說明。
[0019]本實(shí)用新型結(jié)合變壓器多重化技術(shù)和多電平技術(shù)，提出了一種新的換流裝置，如圖1所示，該換流裝置設(shè)置在電網(wǎng)A和電網(wǎng)B之間，包括η個(gè)換流閥模塊、I個(gè)η繞組變壓器和I個(gè)兩繞組變壓器，每個(gè)換流閥模塊由第一閥組和第二閥組通過一直流母線電容連接而成，每個(gè)換流閥模塊第一閥組的交流端分別通過相應(yīng)的濾波電感L與η繞組變壓器對應(yīng)的副邊連接，η個(gè)換流閥模塊第二閥組的交流端級(jí)聯(lián)后與兩繞組變壓器的副邊連接，所述η繞組變壓器的原邊和兩繞組變壓器的原邊分別用于連接至電網(wǎng)A和電網(wǎng)B。
[0020]其中每個(gè)換流閥模塊如圖2所示，包括由V1、V2、V3和V4組成第一閥組，V5、V6、V7和V8組成第二閥組，第一閥組和第二閥組的直流端通過直流母線電容C連接。每個(gè)換流閥模塊共用直流母線電容，易于進(jìn)行功率模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具有良好的可擴(kuò)展性；采用多電平技術(shù)，具有多直流母線結(jié)構(gòu)，單個(gè)直流母線電壓較低，通過使用標(biāo)準(zhǔn)化的開關(guān)器件能夠?qū)崿F(xiàn)高壓系統(tǒng)的能量交換，提系統(tǒng)的可靠性。
[0021]換流閥模塊采用有功和無功解耦的雙閉環(huán)控制方式，如圖3所示，分別對有功電流id和無功電流進(jìn)行控制，有功P正比于有功電流id，無功q正比于無功電流i<j，通過圖3的控制方式就可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)電網(wǎng)之間的無功和有功的獨(dú)立控制。
[0022]最后應(yīng)該說明的是:結(jié)合上述實(shí)施例僅說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對其限制，所述領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解到:本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，但這些修改或變更均在申請待批的權(quán)利要求保護(hù)范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種可滿足兩單相高壓電網(wǎng)之間能量交換的換流裝置，其特征在于，該換流裝置包括η個(gè)換流閥模塊、I個(gè)η繞組變壓器和I個(gè)兩繞組變壓器，每個(gè)換流閥模塊由第一閥組和第二閥組通過一直流母線電容連接而成，所述每個(gè)換流閥模塊第一閥組的交流端分別與η繞組變壓器對應(yīng)的副邊連接，每個(gè)換流閥模塊第二閥組的交流端級(jí)聯(lián)后與兩繞組變壓器的副邊連接，所述η繞組變壓器的原邊和兩繞組變壓器的原邊分別用于連接至不同的電網(wǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可滿足兩單相高壓電網(wǎng)之間能量交換的換流裝置，其特征在于，所述每個(gè)換流閥模塊的第一閥組交流端與η繞組變壓器對應(yīng)副邊之間還串接有濾波電感。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可滿足兩單相高壓電網(wǎng)之間能量交換的換流裝置，其特征在于，所述的每個(gè)換流閥模塊的第一閥組和第二閥組都是分別由4個(gè)開關(guān)器件構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可滿足兩單相高壓電網(wǎng)之間能量交換的換流裝置，其特征在于，所述的換流閥模塊采用有功和無功解耦的雙閉環(huán)控制。
【文檔編號(hào)】H02J3/06GK203983993SQ201420358696
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】張建, 肖鵬, 劉剛, 徐明明, 王青龍, 翟超, 王鴻飛 申請人:許繼電氣股份有限公司