[实用新型]一种基于混合型子模块MMC的配电网多端柔性互联开关

说明书

技术领域：

本实用新型属于供电技术，尤其涉及一种基于混合型子模块MMC的配电网多端柔性互联开关。

背景技术

在传统的配电网均采用以供方主导，单向辐射状供电为主的运行模式，在配电网的规划设计和管理均未深入考虑分布式电源的接入。随着分布式发电(distributed generation，DG)接入量的不断增加，电动汽车的快速普及，可控负荷的持续增多，现有的配电网架构已经很难满足用户对环境保护、供电可靠性和电能质量。传统配电网网络拓扑结构、自动化系统及开关设备，难以从本质上改变配电网系统级的不可控性，不能适应多元电力供应方式。即便是采用环网接线模式的城市配电网，实质上也是馈线按辐射状分区供电，各个分区之间存在负载率不均衡，相互之间缺乏有功功率和无功功率的支持，进而导致中压线路设备利用率低，电压质量参差不齐，难以满足配电网在电压/无功补偿、电能质量等方面的要求，不能适应高密度分布式电源的接入。

实用新型内容：

本实用新型要解决的技术问题：提供一种基于混合型子模块MMC 的配电网多端柔性互联开关，以解决现有的配电网架构已经很难满足用户对环境保护、供电可靠性和电能质量。传统配电网网络拓扑结构、自动化系统及开关设备，难以从本质上改变配电网系统级的不可控性，不能适应多元电力供应方式等技术问题。

本实用新型技术方案：

一种基于混合型子模块MMC的配电网多端柔性互联开关，它包括旁路联络开关，每路电源分别通过MMC换流器接入配电网；MMC换流器的直流侧互相连接；每路电源之间通过旁路联络开关连接。

储能装置、DG装置或DG负荷接入到MMC换流器的直流侧母线。

每路电源、MMC换流器、储能装置、DG装置或DG负荷均通过断路器进行保护。

所述MMC换流器为混合型子模块MMC换流器；所述混合型子模块 MMC换流器分为三相，每一相的上、下桥臂各级联12个全桥子模块 FBSM、12个半桥子模块HBSM，所述的混合型子模块MMC换流器每一相桥臂上串联一个平波电抗器L_x。

所述的各个桥臂上的12个全桥子模块级联在交流侧。

所述半桥子模块包括二个IGBT模块(T1和T2)、与二个IGBT模块(T1和T2)反并联的二极管(D1和D2)及一个直流电容器C。

本实用新型的有益效果：

本实用新型利用混合型子模块MMC换流器组成柔性互联开关，可以隔断换流器直流侧短路电流；利用柔性互联开关，提高含高密度 DG配电馈线或配电网运行，将配置电力电子柔性互联开关作为可控性节点，将多回配电线路通过该开关进行互联，实现配电网闭环运行；或通过该柔性互联开关构建配电网网状接线模式，以满足配电网故障自愈，提高配电设备的利用率；与此同时，作为配电网控制性节点的电力电子柔性互联开关，其直流侧可集中接入大容量可再生能源，实现城市土地的综合利用；解决了现有的配电网架构已经很难满足用户对环境保护、供电可靠性和电能质量。传统配电网网络拓扑结构、自动化系统及开关设备，难以从本质上改变配电网系统级的不可控性，不能适应多元电力供应方式等技术问题。

附图说明：

图1本实用新型的结构示意图；

图2是实用新型的MMC换流器组成结构示意图；

图3为本实用新型MMC换流器中的半桥子模块HBSM组成结构示

意图；图4为本实用新型MMC换流器中的全桥子模块结构示意图；

图5为本实用新型实施例中四端系统某一馈线故障的柔性互联开关多端配电系统的拓扑结构示意图。

具体实施方式：

一种基于混合型子模块MMC的配电网多端柔性互联开关(见图1)，它包括旁路联络开关，每路电源分别通过MMC换流器接入配电网；MMC 换流器的直流侧通过直流母线互相连接；每路电源之间通过旁路联络开关连接。

储能装置、DG装置或DG负荷接入到MMC换流器的直流侧母线。通过MMC换流器正负直流母线连接到主换流器正负极的接口处，分布式电源可选择太阳能光伏电池、中小型风力发电机等，储能装置可选择蓄电池储能、超级电容器储能、超导储能以及飞轮储能等。

所述的接口可选择电力电子变压器或者能源路由器，目的是让 DG和储能装置接入。

每路电源、MMC换流器、储能装置、DG装置或DG负荷均通过断路器进行保护；利用所述的多端柔性互联开关可将电源扩展成多电源供电(电源1，电源2，….，电源n),以提高配电设备的利用率和供电可靠性。