[实用新型]多端口无闭锁直流自耦变压器

说明书

本实用新型公开了一种多端口无闭锁直流自耦变压器，包括若干用于连接不同电压等级直流电网的连接端口，与所述连接端口的个数对应的、且相互级联组成的若干个模块化多电平换流器，各所述模块化多电平换流器分别连接一个柔性直流输电线，所述连接端口与所述模块化多电平换流器电连接，实现了自耦变压器的多端口连接，以及解决无闭锁穿越直流故障问题，减少了成本的损耗。

技术领域

本实用新型涉及直流变压器技术领域，具体涉及一种多端口无闭锁直流自耦变压器。

背景技术

随着传统能源的短缺和环境恶化问题的不断加剧，风电和光伏发电等新能源的开发在世界范围内已获得长足的进步。由于新能源固有的间歇性和随机性特点，传统的交流电网在接纳大规模可再生能源方面越来越力不从心，柔性多端直流输电、直流电网以及直流微网是解决新能源接入问题的有效技术手段之一。未来直流输电系统的电压等级也会不同于现有运行的直流线路，采用相控换流器的直流输电系统的电压等级通常会高于采用电压源型换流器的直流输电系统。为了互联多条电压等级不相同的直流输电系统，一种可能的途径是通过直流变压器将不同直流电网两两互联。采用这种方案的主要缺陷在于投资大，并且运行不灵活。另一种途径则通过多端口直流-直流变换器互联多个直流电网，该变换器可应用于智能微电网中互联光伏发电、储能、电动汽车、直流负载等多个输入输出为直流的装置。现有技术中还存在一种采用电感-电容-电感电路的多端口直流-直流变换器，改变换器主要由多个电压源型换流器在交流器的直流侧与各直流电网对应连接。该技术通过LCL电路匹配不同电压等级直流电网的电压，无需使用变压器技术，因此可以较方便的使用内部交流系统运行于kHz级别的中频频率，从而降低变换器整体的体积。而中频变压器受铁芯材料的限制，单体中频变压器的多端口DC-DC变换器技术达到直流输电所需要的电压以及功率等级，需要采用模块化结构进行串并联，从而加大了系统的复杂度。上述常规多端口直流-直流变换器的另一个共同缺点在于，所有互联的功率都需要经过DC-AC-DC两级AC/DC变换，所使用的换流器总容量为互联功率总容量的2倍。换流器成本高，损耗大，在一定程度上制约了直流电网的互联。

实用新型内容

为此，本实用新型提供一种多端口无闭锁直流自耦变压器，以解决现有技术中由于现有LCL需要经过两级交直流变换，损耗成本较高而导致的在遇到故障时处理比较困难的问题。

为了实现上述目的，本使实用新型实施例提供一种多端口无闭锁直流自耦变压器，用于互联两个电压等级不同的直流系统，其具体技术方案如下：

根据本实用新型实施例提供一种多端口无闭锁直流自耦变压器，其特征在于，包括若干交流变压器(1)，若干用于连接不同电压等级直流电网的连接端口(2)，与所述交流变压器的个数对应的、且相互级联组成的若干个模块化多电平换流器(4)，以及公共交流母线(3)；所述交流变压器的一端与所述模块化多电平换流器(4)连接，另一端与所述公共交流母线(3)连接，各所述模块化多电平换流器(4)分别连接一个连接端口(2)，所述连接端口(2)与柔性直流输电线连接。

进一步地，所述模块化多电平换流器(4)的个数为奇数；位于中间位置的所述模块化多电平换流器的两端连接一个第一连接端口；以所述中间位置的所述模块化多电平换流器为中心，两边各增加一个或多个所述模块化多电平换流器，增加的模块化多电平换流器的一端与另一个不同电压等级的第二连接端口相连。

进一步地，所述模块化多电平换流器包括若干相互串联的混合半桥子模块(5)及全桥子模块(6)、以及若干相互串联的电阻R0和电感L0。

进一步地，还包括用于监控所述模块化多电平换流器的电压或电流的控制器，所述控制器分别与所述模块化多电平换流器电连接。

进一步地，所述连接端口的个数为奇数。

本实用新型实施例具有如下优点：