壓器I右端第I’條線與低壓側(cè)L-VSC變換電路(9)第I橋臂子模塊級聯(lián)后的電抗器和第I’橋臂子模塊級聯(lián)后的電抗器連接，變壓器I右端第2’條線與低壓側(cè)L-VSC變換電路(9)第2橋臂子模塊級聯(lián)后的電抗器和第2’橋臂子模塊級聯(lián)后的電抗器連接。M個變壓器的連接方式如上所述，變壓器m左端第η-1條線與高壓側(cè)H-VSC變換電路(8)第η-1橋臂子模塊級聯(lián)后的電抗器和第(η-1)’橋臂子模塊級聯(lián)后的電抗器連接；變壓器m左端第η條線與高壓側(cè)H-VSC變換電路(8)第η橋臂子模塊級聯(lián)后的電抗器和第η’橋臂子模塊級聯(lián)后的電抗器連接；變壓器m右端第(η-1)’條線與低壓側(cè)L-VSC變換電路(9)第η-1橋臂子模塊級聯(lián)后的電抗器和第(η-1)’橋臂子模塊級聯(lián)后的電抗器連接；變壓器m右端第η條線與低壓側(cè)L-VSC變換電路(9)第η橋臂子模塊級聯(lián)后的電抗器和第η’橋臂子模塊級聯(lián)后的電抗器連接；
[0032]低壓側(cè)L-VSC變換電路(9)，與高壓側(cè)H-VSC變換電路⑶的結(jié)構(gòu)相同，由η (η為偶數(shù))相2η個橋臂構(gòu)成，每個橋臂包括一個電抗器和η9個結(jié)構(gòu)相同的子模塊；把η相電路分為η/2組，每組為兩相且有4個橋臂構(gòu)成，如第I橋臂與第I’橋臂構(gòu)成一相，第2橋臂與第2’橋臂構(gòu)成一相，這兩相換流電路并聯(lián)，并聯(lián)引出線作為低壓側(cè)直流母線，兩相構(gòu)成一組與中頻交流變壓器組(10)中的第I’個變壓器連接；低壓側(cè)L-VSC變換電路(9)中η/2組的電路連接方式都如上所述。具體的一組中兩相，一相為第I橋臂子模塊級聯(lián)后一端通過電抗器與第I’橋臂子模塊級聯(lián)后的電抗器連接再與中頻交流變壓器組(10)中變壓器I的I’線相連，這一相另兩端端與低壓側(cè)直流母線相連；另一相為第2橋臂子模塊級聯(lián)后一端通過電抗器與第2’橋臂子模塊級聯(lián)后的電抗器連接再與中頻交流變壓器組(10)中變壓器I中2’線相連；這一相另兩端與低壓側(cè)直流母線相連。η/2組電路連接相同，到第η/2組連接時，一相為第η-1橋臂子模塊級聯(lián)后一端通過電抗器與第(η-1) ’橋臂子模塊級聯(lián)后的電抗器連接再與中頻交流變壓器組(10)中變壓器m中η-1線相連，這一相另兩端與低壓側(cè)直流母線相連；另一相為第η橋臂子模塊級聯(lián)后一端通過電抗器與第η’橋臂子模塊級聯(lián)后的電抗器連接再與中頻交流變壓器組(10)中變壓器m中η’線相連，這一相另兩端與低壓側(cè)直流母線相連；
[0033]低壓側(cè)VSC變換電路(7)與高壓側(cè)VSC變換電路(5)結(jié)構(gòu)相同，由三相六個橋臂構(gòu)成，每個橋臂包括一個電抗器和η7個結(jié)構(gòu)相同的子模塊；所述子模塊級聯(lián)后通過電抗器與所述低壓側(cè)LCL電路(6)連接；具體的，子模塊的引出端I和2，依次與前后的模塊級聯(lián)，再與一個電抗器串聯(lián)構(gòu)成一個橋臂，上下兩個橋臂串聯(lián)，構(gòu)成I相換流電路，3相換流電路整體并聯(lián)，并引出低壓側(cè)VSC變換電路(7)與低壓側(cè)L-VSC變換電路(9)引出的低壓直流母線連接。上下橋臂中點接入低壓側(cè)LCL電路(6)中；
[0034]低壓側(cè)LCL電路(6)結(jié)構(gòu)與高壓側(cè)LCL電路⑷結(jié)構(gòu)相同，由三相六個電感和三個電容構(gòu)成，每相由兩個電感和一個電容；每相中的兩個電感串聯(lián)，在兩個電感中間并聯(lián)一個電容，三個電容星型連接；低壓側(cè)LCL電路(6)中的電感1、2、3分別與低壓交流母線三相連接，低壓側(cè)LCL電路(6)中的電感4、5、6分別與換流器(7)三相換流電路的上下橋臂中點連接。
[0035]參閱圖3所示，其為本發(fā)明MMC的半橋型子模塊結(jié)構(gòu)圖，其中半橋型子模塊由I個橋臂和I個電容并聯(lián)構(gòu)成；橋臂包括2個串聯(lián)IGBT模塊；每個IGBT模塊包括I個IGBT和I個反向并聯(lián)的二極管；橋臂中點引出端1，下IGBT發(fā)射極引出端2。
[0036]參閱圖4所示，其為本發(fā)明MMC的全橋型子模塊結(jié)構(gòu)圖。其中全橋型子模塊由2個橋臂和I個電容并聯(lián)構(gòu)成；每個橋臂包括2個串聯(lián)IGBT模塊；每個IGBT模塊包括I個IGBT和I個反向并聯(lián)的二極管；兩橋臂中點分別引出端I和端2。
[0037]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，對發(fā)明而言僅僅是說明性的，而非限制性的。本專業(yè)技術(shù)人員理解，在發(fā)明權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)可對其進行許多改變，修改，甚至等效，但都將落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種新型智能配電網(wǎng)變電裝置母線潮流控制器，其特征在于，所述的母線潮流控制器包括基于LCL-MMC的H-VSC變換器⑴及L-VSC變換器⑵和基于MMC及中頻隔離的多相型直流變壓器(3); 所述H-VSC變換器⑴包括高壓側(cè)LCL電路(4)和高壓側(cè)VSC變換電路(5)； 所述L-VSC變換器⑵包括低壓側(cè)LCL電路(6)和低壓側(cè)VSC變換電路(7)； 所述直流變壓器⑶包括高壓側(cè)H-VSC變換電路(8)、低壓側(cè)L-VSC變換電路(9)和中頻交流變壓器組(10); 所述高壓側(cè)VSC變換電路(5)交流側(cè)通過串聯(lián)高壓側(cè)LCL電路(4)后，并聯(lián)接入高壓交流母線；所述高壓側(cè)VSC變換電路(5)直流側(cè)并聯(lián)接入高壓側(cè)直流母線； 所述低壓側(cè)VSC變換電路(7)交流側(cè)通過串聯(lián)低壓側(cè)LCL電路(6)后，并聯(lián)接入低壓側(cè)交流母線；所述低壓側(cè)VSC變換電路(7)直流側(cè)并聯(lián)接入低壓側(cè)直流母線； 所述高壓側(cè)H-VSC變換電路(8)交流側(cè)串聯(lián)中頻交流變壓器組(10)，直流側(cè)串聯(lián)接高壓側(cè)直流母線； 所述低壓側(cè)L-VSC變換電路(9)交流側(cè)串聯(lián)中頻交流變壓器組(10)，直流側(cè)串聯(lián)接低壓側(cè)直流母線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型智能配電網(wǎng)變電裝置母線潮流控制器，其特征在于，所述高壓側(cè)LCL電路(4)由三相六個電感和三個電容構(gòu)成，每相由兩個電感和一個電容?’每相中的兩個電感串聯(lián)，在兩個電感中間并聯(lián)一個電容，三個電容星型連接；高壓側(cè)LCL電路(4)中的電感分別與高壓交流母線三相連接，高壓側(cè)LCL電路(4)中的電感分別與高壓側(cè)VSC變換電路(5)三相換流裝置的上下橋臂中點連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型智能配電網(wǎng)變電裝置母線潮流控制器，其特征在于，所述高壓側(cè)VSC變換電路(5)由三相六個橋臂構(gòu)成，每個橋臂包括一個電抗器和115個結(jié)構(gòu)相同的子模塊；所述一相變換電路子模塊級聯(lián)后通過電抗器與另一橋臂子模塊級聯(lián)后的電抗器連接再與所述LCL電路(4)連接，這一相的另兩端與高壓側(cè)直流母線連接；所述三相換流裝置整體并聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型智能配電網(wǎng)變電裝置母線潮流控制器，其特征在于，所述變換電路⑶由n(n為偶數(shù))相2n個橋臂構(gòu)成，每個橋臂包括一個電抗器和n8個結(jié)構(gòu)相同的子模塊，每兩相4個橋臂為一組，共n/2組；所述子模塊級聯(lián)后一端通過電抗器與另一橋臂子模塊級聯(lián)后的電抗器連接再與中頻交流變壓器組(10)中變壓器相連，另一端與低壓側(cè)直流母線相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型智能配電網(wǎng)變電裝置母線潮流控制器，其特征在于，所述中頻交流變壓器組(10)由m個相同的變壓器構(gòu)成，m個變壓器并聯(lián)運行(m = η/2, η為變換電路(8)的相數(shù))；所述中頻交流變壓器組(10)中變壓器一次側(cè)連接高壓側(cè)H-VSC變換電路(8)，二次側(cè)連接低壓側(cè)L-VSC變換電路(9)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型智能配電網(wǎng)變電裝置母線潮流控制器，其特征在于，所述低壓側(cè)L-VSC變換電路(9)，與所述高壓側(cè)H-VSC變換電路(8)的結(jié)構(gòu)相同，由η (η為偶數(shù))相2η個橋臂構(gòu)成，每個橋臂包括一個電抗器和η9個結(jié)構(gòu)相同的子模塊，每兩相4個橋臂為一組，共n/2組；所述子模塊級聯(lián)后一端通過電抗器與另一橋臂子模塊級聯(lián)后的電抗器連接再與中頻交流變壓器組(10)中變壓器相連，另一端與低壓側(cè)直流母線相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型智能配電網(wǎng)變電裝置母線潮流控制器，其特征在于，所述低壓側(cè)VSC變換電路(7)與高壓側(cè)VSC變換電路(5)結(jié)構(gòu)相同，由三相六個橋臂構(gòu)成，每個橋臂包括一個電抗器和n7個結(jié)構(gòu)相同的子模塊；所述一相變換電路子模塊級聯(lián)后通過電抗器與另一橋臂子模塊級聯(lián)后的電抗器連接再與所述低壓側(cè)LCL電路(6)連接，這一相的另兩端與低壓側(cè)直流母線連接；所述三相換流裝置整體并聯(lián)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型智能配電網(wǎng)變電裝置母線潮流控制器，其特征在于，所述低壓側(cè)LCL電路(6)結(jié)構(gòu)與高壓側(cè)LCL電路(4)結(jié)構(gòu)相同，由三相六個電感和三個電容構(gòu)成，每相由兩個電感和一個電容；每相中的兩個電感串聯(lián)，在兩個電感中間并聯(lián)一個電容，三個電容星型連接；低壓側(cè)LCL電路(6)中的電感分別與低壓側(cè)交流母線三相連接，低壓側(cè)LCL電路(6)中的電感分別與低壓側(cè)VSC變換電路(7)三相變換裝置的上下橋臂中點連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求3、4、6或7所述的新型智能配電網(wǎng)變電裝置母線潮流控制器，其特征在于，所述子模塊包括半橋型和全橋型；所述半橋型子模塊由I個橋臂和I個電容并聯(lián)構(gòu)成；所述全橋型子模塊由2個橋臂和I個電容并聯(lián)構(gòu)成；所述橋臂包括2個串聯(lián)IGBT模塊，每個IGBT模塊包括I個IGBT和I個反向并聯(lián)的二極管。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新型智能配電網(wǎng)變電裝置母線潮流控制器，所述母線潮流控制器包括基于LCL-MMC的H-VSC變換器及L-VSC變換器和基于MMC及中頻隔離的多相型直流變壓器；所述H-VSC換流器交流側(cè)接入高壓交流母線，直流側(cè)并聯(lián)接入高壓直流母線；所述L-VSC換流器交流側(cè)接入高壓交流母線，直流側(cè)并聯(lián)接入高壓直流母線；所述直流變壓器包括高壓側(cè)H-VSC換流器、低壓側(cè)L-VSC換流器和中頻交流變壓器組；所述高壓側(cè)H-VSC換流器、交流側(cè)串聯(lián)中頻交流變壓器，直流側(cè)串聯(lián)接高壓直流母線。本發(fā)明的母線潮流控制器所提供的新型結(jié)構(gòu)，便于不同電壓等級交直流混合型電網(wǎng)的互聯(lián)，并且實現(xiàn)不同額定電壓等級交直流母線間有功功率混合協(xié)調(diào)變換，同時具備高低壓交流側(cè)無功解耦控制功能。
【IPC分類】H02J5-00
【公開號】CN104767227
【申請?zhí)枴緾N201510190605
【發(fā)明人】劉闖, 蔡國偉
【申請人】東北電力大學
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年4月18日