[发明专利]一种适用于共零线低压配电系统的多用途柔性互联装置

说明书

本发明公开了一种适用于共零线低压配电系统的多用途柔性互联装置，包括多个共直流母线的单相变流器，每个单相变流器串联一个单相交流电抗器；每个单相交流电抗器的输出端口构成一个单相交流端口，每个单相交流端口用于对接一个单相电源，或对接双相电源或三相电源中的任一相；以此方式，三个单相变流器对应提供的三个单相交流端口可对接一个三相电源，两个单相变流器对应提供的两个单相交流端口可对接一个双相电源；通过多个共直流母线的单相变流器形成环形供电回路，实现单相、双相、三相电源彼此之间的柔性互联；本发明将公共配电网或企业配电网的任意三相低压母线、单相电源或共零线的独立微电网柔性联结起来，实现电能的任意调度和相互支撑。

技术领域

本发明属于智能电网技术领域，更具体地，涉及一种适用于共零线低压配电系统的多用途柔性互联装置。

背景技术

目前在住宅小区、写字楼、商业综合体、农村用电等多种场景下，一般多采用单相供电方式，从而常常出现三相不平衡情况；即便采用多个变压器的情况，内部各变压器之间都是独立运行，这种不平衡也无法分担和均衡。另外，现在很多家庭备有自发电或储能电池等系统，它们一般为单相电力且不参与系统调节，工作又一定的随机性，造成的三相不平衡会间歇性加剧。现有的多端口柔性互联装置一般适用于三相对称的低压系统柔性互联，但无法适用于单相负荷为主的电力系统柔性互联，以及单相、双相、三相电源之间的彼此互联。

发明内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种适用于共零线低压配电系统的多用途柔性互联装置，其目的在于解决现有的多端口柔性互联装置仅适用于三相对称的低压系统柔性互联，但无法适用于单相负荷为主的电力系统柔性互联以及单相、双相、三相电源之间的彼此互联的问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种适用于共零线低压配电系统的多用途柔性互联装置，其特征在于，包括多个共直流母线的单相变流器，每个所述单相变流器串联一个单相交流电抗器；

每个单相变流器对应连接的单相交流电抗器的输出端口构成一个单相交流端口，每个所述单相交流端口用于对接一个单相电源，或者，每个所述单相交流端口用于对接双相电源或三相电源中的任一相；

以此方式，三个单相变流器对应提供的三个单相交流端口可对接一个三相电源，两个单相变流器对应提供的两个单相交流端口可对接一个双相电源；通过多个共直流母线的单相变流器形成环形供电回路，实现单相电源、双相电源、三相电源彼此之间的柔性互联。

优选的，上述多用途柔性互联装置，每个所述单相变流器包括直流电容器以及由至少两个IGBT元件串联形成的功率模块；

所述功率模块的上端与所述直流电容器的正极共同连接所述直流母线的正极，下端与所述直流电容器的负极共同连接所述直流母线的负极；功率模块中相串联的两个IGBT元件之间的连接点引出端子与单相交流电抗器相连。

优选的，上述多用途柔性互联装置，还包括控制器；所述控制器分别与每个IGBT元件的栅极相连，通过控制IGBT元件的导通或断开来调节单相变流器的工作模式。

优选的，上述多用途柔性互联装置，每个所述单相变流器的输出频率分别与各自的单相交流端口所连接的交流电源的频率相同。

优选的，上述多用途柔性互联装置，不同的单相变流器提供的单相交流端口可连接同频的同步交流电源，或者连接不同频的异步交流电源，实现异步互联。

优选的，上述多用途柔性互联装置，在有功功率控制的情况下，每个单相变流器输出的有功功率的大小仅能进行单向调节，以避免形成环流。

优选的，上述多用途柔性互联装置，在无功功率控制的情况下，每个单相变流器输出的无功功率的大小可双向调节，以满足电网电压支撑和功率平衡的需要。

优选的，上述多用途柔性互联装置，所述单相变流器是AC/DC直流侧可控的、交流侧两象限运行的双向变流器。