[发明专利]一种基于可关断电力电子开关器件的柔性多状态开关装置

说明书

本发明涉及一种基于可关断电力电子器件的柔性多状态开关装置，其特征在于：包括直流正负极母线、控制模块、直流电压/电流测量模块、交流电压/电流测量模块、和通信模块、多个AC/DC变换模块和DC/DC变换模块。本发明实现了电力能量流的控制和信息流的融合，实现了同电压等级及不同电压等级配电网合环运行，实现了不同电压等级直流用电设备、直流电源的接入，进而能够改善配网潮流特性及电能质量。

技术领域

本发明属于智能设备技术领域，涉及柔性多状态开关，尤其是一种基于可关断电力电子开关器件的柔性多状态开关装置。

背景技术

配电网处于电力系统的末端，直接面向电力用户，承担着分配电能、服务客户的重任。当前，配电网建设滞后、结构不合理、调控手段有限，制约了配电网运行控制的灵活性，造成了馈线负荷不均衡、供电恢复时间长等问题。另一方面，光伏发电、风力发电、燃料电池等新能源蓬勃发展，但这些新能源具有间歇性、地域性性特点，为提高这类能源的消纳有必要增加储能设备，并将电网由集中式发电转向分布式发电以缓冲和消纳这些新能源。现有配电网正面临用电需求定制化和多样化、分布式电源接入规模化、潮流协调控制复杂化等多方面的巨大挑战。这些问题采用常规开关等传统调控手段难以同时得到有效解决。

柔性多状态开关采用电力电子新技术，与常规开关相比，不仅具备通和断两种状态，而且增加了功率连续可控状态，兼具运行模式柔性切换、控制方式灵活多样等特点，可避免常规开关倒闸操作引起的供电中断、合环冲击等问题，还能缓解电压骤降、三相不平衡现象，促进馈线负载分配的均衡化和电能质量改善，为未来智能配电网的实施提供关键技术与设备支撑。

现有的柔性多状态开关的工作原理为：交流电通过AC/DC变换转换为直流电，直流电通过DC/AC变换转换为交流电，两条直流母线连接多个AC/DC变换模块，实现电能从一个交流端口流向另一个交流端口，由于采取了共直流母线的拓扑结构，要求接入交流端口设备为同一电压等级，直流设备只能接入直流母线且电压等级与直流母线相同。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种基于可关断电力电子开关器件的柔性多状态开关装置，解决现有柔性多状态开关对可接入设备电压要求高的技术问题。

本发明解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于可关断电力电子器件的柔性多状态开关装置，包括直流正负极母线、控制模块、直流电压/电流测量模块、交流电压/电流测量模块、和通信模块、多个AC/DC变换模块和DC/DC变换模块；

所述直流正负极母线通过DC/DC变换模块与直流接口模块相连接，用于实现直流电压等级的变换；该直流正负极母线还通过AC/DC变换模块与交流接口模块相连接，用于实现直流电与交流电能量的转换；所述直流正负极母线还依次通过DC/DC变换模块和AC/DC变换模块与交流接口模块相连接，用于实现直流电与另一电压等级交流能量转换；该直流正负极母线还与直流接口模块相连接，用于直接实现直流能量传输；所述控制模块分别与多个AC/DC变换模块和DC/DC变换模块相连接，用于控制AC/DC变换模块和DC/DC变换模块全控可关断电力电子器件的通断；所述控制模块分别与交流电压/电流测量模块和直流电压/电流测量模块相连接，用于采集电流电压信息实现模块控制。

而且，所述控制模块还依次与通信模块和通信接口模块相连接，用于接受外部控制信号以及发出自身运行状态信号。

本发明的优点和有益效果：