[发明专利]基于模块化多电平矩阵变换器的合环装置及方法

说明书

本发明实施例公开了一种基于模块化多电平矩阵变换器的合环装置及方法，所述合环装置应用于供电系统，所述合环装置包括第一电压互感器、第二电压互感器、M3C、第一开关、第二开关、第三开关以及控制器，所述第一电压互感器、第一开关、M3C、第二开关以及第二电压互感器依次连接，第三开关的一端连接于所述第一电压互感器与第一开关之间，第三开关的另一端连接于第二电压互感器与第二开关之间；所述控制器分别与第一电压互感器、第二电压互感器、第一开关、第二开关以及第三开关具有通信连接；合环装置用于连接在供电系统的第一交流系统与第二交流系统之间。基于合环装置，通过调节M3C输出电压的方式在短时间内实现无冲击合环。

技术领域

本发明涉及配电网运行技术领域，尤其涉及一种基于模块化多电平矩阵变换器的合环装置及方法。

背景技术

目前我国配电网大多数为开环运行方式，单个电源给负荷供电，当某些电力设备如母线，馈线，变压器发生故障或者需要检修时，需要断开一侧电源。为了保证负荷的不间断供电，需要进行合环调电操作将负荷进行转移。在合环的过程中若合环点两侧母线的电压不同时，会在合环瞬间产生过电流冲击，可能会造成继电保护误动作和电力设备的损坏。对于此类问题，传统的解决方案是配置串联移相变压器，然而串联移相变压器的容量需与线路容量相同，成本高、体积大，且移相变压器在工作时需要调节有载分接头，无法实现对电压的平滑调节。

因此，亟需提出一种能够对电压进行平滑调节的方法，来实现减小合环过程中的合环点两侧母线电压的差值，降低合环瞬间产生的冲击电流，提高电网系统的安全性。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于模块化多电平矩阵变换器的合环装置及方法，可以解决现有技术中无法实现对电压的平滑调节的问题。

为实现上述目的，本发明第一方面提供一种基于模块化多电平矩阵变换器的合环装置，所述合环装置应用于供电系统，所述合环装置包括第一电压互感器、第二电压互感器、M3C、第一开关、第二开关、第三开关以及控制器，所述第一电压互感器、第一开关、M3C、第二开关以及第二电压互感器依次连接，第三开关的一端连接于所述第一电压互感器与第一开关之间，第三开关的另一端连接于第二电压互感器与第二开关之间；所述控制器分别与第一电压互感器、第二电压互感器、M3C、第一开关、第二开关以及第三开关具有通信连接；所述合环装置用于连接在所述供电系统的第一交流系统与第二交流系统之间。

结合第一方面，在一种可能实现的方式中，所述第一交流系统包括第一电源、第一负载以及第四开关；所述第二交流系统包括第二电源、第二负载以及第五开关；所述第四开关的一端与第一电源连接，所述第四开关的另一端与第一负载及所述第一电压互感器连接；所述第五开关的一端与第二电源连接，所述第五开关的另一端与第二负载及第二电压互感器连接；所述第四开关和所述第五开关均与所述控制器具有通信连接。

为实现上述目的，本发明第一方面提供一种基于模块化多电平矩阵变换器的合环方法，所述方法包括：

当断开第二电源前，先闭合第一开关，获取第一电压互感器采集的第一电压信号和第二电压互感器采集的第二电压信号；所述第一电压信号为M3C的输入侧电压信号，所述第二电压信号为M3C的输出侧电压信号；

根据所述第一电压信号和所述第二电压信号计算M3C的平均电容电压指令值，并控制M3C的平均电容电压跟踪所述平均电容电压指令值；根据第二电压信号计算M3C的第一输出电压指令值，并控制M3C的输出电压跟踪第一输出电压指令值；

基于所述平均电容电压达到所述平均电容电压指令值以及所述输出电压达到第一输出电压指令值的情况下，闭合第二开关进行无冲击合环。