[发明专利]一种多端口背靠背式无缝合环转电装置及方法

说明书

本发明提供了一种多端口背靠背式无缝合环转电装置及方法，属于低压配电网合环转电领域，装置具体为串联电压补偿器与并联变换器通过直流耦合电容连接；串联电压补偿器的补偿侧两端分别连接合环开关与一多端口断路器；合环开关的另一侧与另一多端口断路器连接；多端口断路器的端口数目与电源的数目相等；并联电压变换器用于维持共用直流母线电压恒定，对负荷电流进行谐波补偿；其交流侧通过取电断路器并入负荷处取电；串联电压补偿器用于提供补偿电压，调节合环开关输出端电压的幅值和相位；多端口断路器为每一电源所供区域提供多条转供电线路。本发明大大降低了成本，简化了合环转电装置，并能够消除合环冲击电流，提高供电可靠性。

技术领域

本发明属于低压配电网合环转电领域，更具体地，涉及一种多端口背靠背式无缝合环转电装置及方法。

背景技术

随着近些年来社会的不断发展和人民生活水平的提高，用户对于电能质量的要求越来越严格。一直以来，供电可靠性都是电能质量的重要指标，为了确保优质的电力资源，各供电单位需严格控制停电次数和停电时间。然而，电网日常检修以及配网扩容施工会造成供电间歇性，配电网合环转电作为一种最常用及有效的手段，发挥着提高供电可靠性的重要作用。

低压配电网一般为多分支、多电源网络结构，转供电操作较为复杂，为保证转供电可靠性，每一电源所供区域均配有连接不同电源所供区域的多条转供电线路，而现有的合环转电装置仅能够为所连接的两个电源所供区域之间的线路实现合环转电操作，因此需要配备大量合环转电装置，导致成本较高、控制步骤繁琐且接线复杂。如果合环前两端母线电压幅值差与相位差较大，合环瞬间将产生较大冲击电流，可能导致保护装置误动，损害电力设备,影响电能质量。并且目前的配电网合环操作通常依靠调度员的经验或是大致估算冲击电流的大小，可能出现合环不成功的情况，这更是降低了供电的可靠性。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种多端口背靠背式无缝合环转电装置及方法，旨在解决现有的合环转电装置仅能够为所连接的两个电源所供区域之间的线路实现合环转电操作，因此需要配备大量合环转电装置，导致成本较高、控制步骤繁琐且接线复杂的问题。

为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种多端口背靠背式无缝合环转电装置；包括：两组多端口断路器、旁路断路器、储能模块、合环开关、串联电压补偿器、并联电压变换器和直流耦合电容；

串联电压补偿器的直流侧与并联电压变换器的直流侧通过直流耦合电容相连接；储能模块与并联电压变换器相连；串联电压补偿器的交流侧通过串联耦合变压器串入合环线路中合环开关一侧；串联电压补偿器串入补偿侧两端分别连接合环开关与一多端口断路器；合环开关两端分别连接串联电压补偿器串入补偿侧与另一多端口断路器；两组多端口断路器的数目与电源的数目相等，且多端口断路器靠近电源一侧连接连接负荷接口；两组多端口断路器之间连接旁路断路器；

并联电压变换器用于维持共用直流母线电压恒定，对负荷电流进行谐波补偿；其交流侧通过取电断路器并入负荷处进行取电；串联电压补偿器用于提供补偿电压，改变其输出端电压的幅值和相位，从而实现无缝合环转电；多端口断路器为每一电源所供区域提供多条转供电线路；旁路断路器用于串联电压补偿器的退出操作。

优选地，储能模块为通过取电开关并入的配电网负荷，或直接连接至并联电压变换器的独立储能设备。

优选地，串联电压补偿器包括串联电压变换器和串联耦合变压器；串联耦合变压器的一端串入合环线路中合环开关BK₃一侧，另一端连接串联电压变换器；串联电压变换器的直流侧与并联电压变换器的直流侧通过直流耦合电容相连接。

优选地，并联电压变换器和串联电压变换器支持两电平、三电平和五电平结构。

优选地，并联电压变换器和串联电压变换器均采用二极管钳位型三电平变流器。

另一方面，基于上述低压配电网多端口背靠背式无缝合环转电装置，本发明提供了相应的合环方法，包括以下步骤：