一种柔性多状态开关装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种柔性多状态开关装置及系统，其中装置包括：控制模块以及至少两个装置交流端口，所述控制模块，用于进行环网潮流和故障电流控制，其包括：快速开关及潮流调控子模块；所述装置交流端口用于与交流电网组成环网进行电气互联。本发明专利技术提供的柔性多状态开关装置可以实现交流各端柔性环网互联，潮流双向流动，使得配电运行模式柔性切换、控制方式灵活；本发明专利技术提供的柔性多状态开关系统，对于包含N个交流端口的系统只需配置N‑1个柔性多状态开关装置即可实现各交流端口间的柔性互联、潮流双向流动、功率灵活可控，可有效限制故障短路电流，有效提升经济效率。

A flexible multi state switch device and system

The invention discloses a flexible multi-state switch device and system, wherein the device includes a control module and at least two device AC ports, the control module is used for controlling the power flow and fault current of the ring network, which includes a fast switch and a power flow regulation sub module, and the device AC port is used for electrical interconnection with the ring network formed by the AC power grid. The flexible multi-state switch device provided by the invention can realize the interconnection of the flexible ring network at each end of the AC, and the bidirectional flow of the power flow makes the distribution operation mode flexible switching and the control mode flexible; the flexible multi-state switch system provided by the invention can realize the flexible interconnection between the AC ports by only configuring n \u2011 1 flexible multi-state switch device for the system including n AC ports The power flow is bidirectional and the power is flexible and controllable, which can effectively limit the fault short-circuit current and effectively improve the economic efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种柔性多状态开关装置及系统
本专利技术涉及电力设备
，具体涉及一种柔性多状态开关装置及系统。
技术介绍
配电网处于电力系统的末端，直接面向电力用户，承担着分配电能、服务客户的重任。现有配电网正面临用电需求定制化和多样化、分布式电源接入规模化、潮流协调控制复杂化等多方面的巨大挑战。采用柔性多状态开关装置代替多分段-多联络配电网中的馈线联络开关，使馈线间形成常态化“软连接”是配网的发展趋势。柔性多状态开关装置一般以全控型电力电子装置为基础，能够根据控制指令实时调整相连馈线间的功率流动，从而调控整个系统的潮流分布，使配电网的运行调度更加“柔性”，兼具运行模式柔性切换、控制方式灵活多样等特点，可彻底改变配电网“闭环设计、开环运行”的供电方式，另外，避免了常规开关倒闸操作引起的供电中断、合环冲击等问题，还能缓解电压骤降、三相不平衡现象，促进馈线负载分配的均衡化和电能质量改善，为未来智能配电网的实施提供关键技术与设备支撑。现有的柔性多状态开关装置多采用直流背靠背连接，直流侧相互影响，一端故障，会影响其他端的稳定运行，可靠性不高，直流电压协调控制策略也较复杂；另外含N个交流端口的系统需要配置N台全容量的换流器，经济性较差；现有的采用串联装置的交流互联方案，会增大系统短路电流，因此要配置串联的快速开关，实现故障时快速解环，避免短路电流上升。
技术实现思路
因此，本专利技术提供一种柔性多状态开关装置及系统，克服了现有技术中采用的技术方案经济性较差及增大系统短路电流等不足。第一方面，本专利技术实施例提供一种柔性多状态开关装置，包括：控制模块以及至少两个装置交流端口，所述控制模块，用于进行环网潮流和故障电流控制，其包括：快速开关及潮流调控子模块；所述装置交流端口用于与交流电网组成环网进行电气互联。在一实施例中，所述快速开关，包括：第一快速开关及第二快速开关，所述第一快速开关与所述潮流调控子模块串联连接，所述第二快速开关与潮流调控子模块并联连接。在一实施例中，潮流调控子模块包括：串联变压器及电压源换流器，串联变压器原边绕组的两端分别与装置交流端口连接，串联变压器副边绕组与电压源换流器连接。在一实施例中，潮流调控子模块包括：可控电感及可控电容，所述可控电感及可控电容串联连接组成的支路，分别与装置交流端口连接。在一实施例中，所述第一快速开关及第二快速开关为双向控制开关，包括：快速机械开关或电力电子开关或间隙。第二方面，本专利技术实施例提供一种柔性多状态开关系统，包括：N个电网交流端口及N-1个本方明实施例第一方面所述的柔性多状态开关装置，所述柔性多状态开关装置通过装置交流端口与所述电网交流端口进行电气连接；所述柔性多状态开关装置之间通过装置交流端口进行电气连接。在一实施例中，所述柔性多状态开关装置之间的连接方式为星型或网孔型。在一实施例中，所述柔性多状态开关系统，还包括：分布式电源、负载及储能装置中的至少之一，所述柔性多状态开关装置通过装置直流端口分别连接至公共母线上；所述分布式电源、负载及储能装置连接在公共母线上，与各个电网实现潮流互联。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术提供的柔性多状态开关装置，包括：控制模块以及至少两个装置交流端口，控制模块，用于进行环网潮流和故障电流控制，其包括：快速开关及潮流调控子模块；所述装置交流端口用于与交流电网组成环网进行电气互联。该装置可以实现交流各端柔性环网互联，潮流双向流动，使得配电运行模式柔性切换、控制方式灵活。2.本专利技术提供的柔性多状态开关系统，对于包含N个交流端口的系统只需配置N-1个容量较小的柔性多状态开关装置即可实现各交流端口间的柔性互联、潮流双向流动、功率灵活可控，可有效限制故障短路电流，有效提升经济效率。3.本专利技术提供的柔性多状态开关系统，可以实现公共母线的多路供电，增强了供电系统的可靠性；公共母线上接入分布式电源、负荷储能装置等，提高配电网消纳分布式电源的能力、实现故障的快速隔离和转供，同时提升可靠性和经济效益。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的柔性多状态开关装置一个示例图；图2为本专利技术实施例提供的柔性多状态开关装置一个具体的示例图；图3为本专利技术实施例提供的潮流调控子模块一个具体的示例图；图4为本专利技术实施例提供的潮流调控子模块另一个具体的示例图；图5为本专利技术实施例提供的柔性多状态开关系统一个具体的示例图；图6为本专利技术实施例提供的柔性多状态开关系统另一个具体的示例图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。此外，下面所描述的本专利技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。本专利技术实施例提供一种柔性多状态开关装置，包括：控制模块以及至少两个装置交流端口，所述控制模块，用于进行环网潮流和故障电流控制，其包括：快速开关及潮流调控子模块；所述装置交流端口用于与交流电网组成环网进行电气互联。如图1所示，本专利技术实施例以两个装置交流端口C1、C2为例进行说明(不以此为限，在其他实施例中可以包含更多装置交流端口)，快速开关可以与潮流调控子模块并联连接，也可以与潮流调控子模块并联连接一快速开关，同时串联连接一快速开关，串联的快速开关能够实现故障时快速解环，避免短路电流上升。本专利技术提供的具有环网潮流和故障电流控制功能的柔性多状态开关装置，可实现各端口的柔性互联，馈线潮流的灵活快速调控。在一实施例中，如图2所示，所述快速开关，包括：第一快速开关及第二快速开关，所述第一快速开关与所述潮流调控子模块串联连接，所述第二快速开关与潮流调控子模块并联连接。本专利技术实施例中的第一快速开关及第二快速开关为双向控制开关，包括：快速机械开关或电力电子开关或间隙，可以根据实际应用场景的潮流变化，快速实现功率灵活调控及潮流双向流动，在一实施例中，如图3所示，潮流调控子模块包括：串联变压器及电压源换流器，串联变压器原边绕组的两端分别与装置交流端口连接，串联变压器副本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性多状态开关装置，其特征在于，包括：控制模块以及至少两个装置交流端口，/n所述控制模块，用于进行环网潮流和故障电流控制，其包括：快速开关及潮流调控子模块；/n所述装置交流端口用于与交流电网组成环网进行电气互联。/n

【技术特征摘要】
1.一种柔性多状态开关装置，其特征在于，包括：控制模块以及至少两个装置交流端口，
所述控制模块，用于进行环网潮流和故障电流控制，其包括：快速开关及潮流调控子模块；
所述装置交流端口用于与交流电网组成环网进行电气互联。


2.根据权利要求1所述的柔性多状态开关装置，其特征在于，所述快速开关，包括：第一快速开关及第二快速开关，所述第一快速开关与所述潮流调控子模块串联连接，所述第二快速开关与潮流调控子模块并联连接。


3.根据权利要求1或2所述的柔性多状态开关装置，其特征在于，潮流调控子模块包括：串联变压器及电压源换流器，串联变压器原边绕组的两端分别与装置交流端口连接，串联变压器副边绕组与电压源换流器连接。


4.根据权利要求1或2所述的柔性多状态开关装置，其特征在于，潮流调控子模块包括：可控电感及可控电容，所述可控电感及可控电容串联连接组成的支路，分别与装置交流端口连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆振纲，宋洁莹，曹澄沙，邓占锋，赵国亮，尉志勇，陆翌，许烽，王朝亮，于弘洋，祁欢欢，张永征，马妍君，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院有限公司，国网浙江省电力有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11