[发明专利]一种柔性合环装置及其控制方法

权利要求书

1.一种柔性合环装置，其特征在于，包括：

背靠背高频隔离单元，包括顺次串联的第一电压源型变换器、双有源桥变换电路和第二电压源型变换器；

开关，与所述背靠背高频隔离单元并联，其一端与所述第一电压源型变换器相连，另一端与所述第二电压源型变换器相连；

当监测到与所述柔性合环装置相连的配网，因分布式电源出力变化引起电压偏差时，则所述柔性合环装置切换到无功补偿模式；所述双有源桥变换电路被切换成待机状态，所述第一电压源型变换器和第二电压源型变换器被切换成无功功率补偿运行模式；所述开关处于断开状态；

当监测到与所述柔性合环装置相连的配网中的分布式电源出力过剩时，则所述柔性合环装置切换至有功功率紧急调度模式；所述第一电压源型变换器和第二电压源型变换器保持并网运行模式，二者的输出有功功率、无功功率基于并网点电压大小进行调节；

所述开关处于断开状态；所述双有源桥变换电路被切换成运行状态；

所述第一电压源型变换器通过第一变压器连接至配网，所述第二电压源型变换器通过第二变压器连接至配网；所述第一变压器和第二变压器分别连接第一负载和第二负载；当监测到配网的负载功率低于设置阈值时，则仅单独启动第一变压器或第二变压器独立运行，所述柔性合环装置切换至变压器经济运行模式。

2.根据权利要求1所述的一种柔性合环装置，其特征在于：当配网的负载功率S满足时，其中，P₀₁为第一变压器的空载损耗，P₀₂为第二变压器的空载损耗，P_k1为第一变压器的短路损耗，P_k2为第二变压器的短路损耗；S_N为变压器额定容量则仅单独启动所述第一变压器独立运行，所述第二变压器处于备用状态，且所述第二变压器低压侧开关处于断开状态；所述第一变压器经所述柔性合环装置的开关完成第二负载的供电；所述第一电压源型变换器和第二电压源型变换器被切换成无功功率补偿运行模式；所述双有源桥变换电路被切换成待机状态。

3.根据权利要求1所述的一种柔性合环装置，其特征在于：当配网的负载功率S满足时，其中，P₀₁为第一变压器的空载损耗，P₀₂为第二变压器的空载损耗，P_k1为第一变压器的短路损耗，P_k2为第二变压器的短路损耗，S_N为变压器额定容量，S_TH为保持第一变压器和第二变压器分列运行的临界功率点；

则仅单独启动所述第二变压器独立运行，所述第一变压器处于备用状态，且所述第一变压器低压侧开关处于断开状态；所述第二变压器经所述柔性合环装置的开关完成第一负载的供电；所述第一电压源型变换器和第二电压源型变换器被切换成无功功率补偿运行模式；所述双有源桥变换电路被切换成待机状态。

4.根据权利要求1所述的一种柔性合环装置，其特征在于，当监测到配网的负载功率S满足S_TH≤S时，则第一变压器和第二变压器均保持运行，则所述柔性合环装置切换到无功补偿模式；所述双有源桥变换电路被切换成待机状态，所述第一电压源型变换器和第二电压源型变换器被切换成无功功率补偿运行模式；所述开关处于断开状态，其中S_TH为保持第一变压器和第二变压器分列运行的临界功率点。

5.根据权利要求1所述的一种柔性合环装置，其特征在于，当监测到配网故障后，则故障侧的电压源型变换器保持闭锁状态，所述柔性合环装置切换到故障恢复模式，闭合柔性合环装置中的开关，由另一侧的变压器恢复故障侧的负载供电；所述双有源桥变换电路被切换成待机状态，所述第一电压源型变换器和第二电压源型变换器被切换成无功功率补偿运行模式。

6.一种基于权利要求1-5中任一项所述的柔性合环装置的控制方法，其特征在于，包括：

监测与所述柔性合环装置相连的配网的运行状态；

基于配网的运行状态，切换所述柔性合环装置处于对应的工作模式。