专利摘要

本实用新型涉及一种新型基于MMC的交直流多端口柔性多状态开关装置，包括封闭电力线、AC/DC模块、DC/DC模块、隔离变压器、通信模块、测量模块及控制模块，若干交流端口通过对应的隔离变压器与对应的AC/DC模块实现电气隔离，各AC/DC模块通过封闭电力线连接至电力线直流母线；直流端口一通过DC/DC模块及封闭电力线与电力线直流母线连接，直流端口二通过直流断路器、封闭电力线与电力线直流母线连接；所述各AC/DC模块及DC/DC模块连接至控制模块，控制模块连接通信模块及测量模块，所述AC/DC模块采用第一模块化多电平换流器，所述DC/DC模块采用第二模块化多电平换流器。本实用新型实现了不同电压等级、不同电能性质的电源、用电设备的互联，大大提高配网供电可靠性，提高电能质量。

权利要求

1.一种新型基于MMC的交直流多端口柔性多状态开关装置，其特征在于：包括封闭电力线、AC/DC模块、DC/DC模块、隔离变压器、通信模块、测量模块及控制模块，若干交流端口通过对应的隔离变压器与对应的AC/DC模块实现电气隔离，各AC/DC模块通过封闭电力线连接至电力线直流母线；直流端口一通过DC/DC模块及封闭电力线与电力线直流母线连接，直流端口二通过直流断路器、封闭电力线与电力线直流母线连接；所述各AC/DC模块及DC/DC模块连接至控制模块，控制模块连接通信模块及测量模块，所述AC/DC模块采用第一模块化多电平换流器，所述DC/DC模块采用第二模块化多电平换流器。

2.根据权利要求1所述的新型基于MMC的交直流多端口柔性多状态开关装置，其特征在于：所述AC/DC模块所采用的第一模块化多电平换流器块由半桥换流器SM串联而成。

3.根据权利要求1所述的新型基于MMC的交直流多端口柔性多状态开关装置，其特征在于：所述DC/DC模块所采用的第二模块化多电平换流器块由DC/AC/DC换流器SM通过串并联组成，一侧为串联、另一侧为并联。

4.根据权利要求1所述的新型基于MMC的交直流多端口柔性多状态开关装置，其特征在于：所述测量模块包括交流电压/电流测量模块及直流电压/电流测量模块。

说明书

技术领域

本实用新型属开关装置技术领域，尤其是一种新型基于MMC的交直流多端口柔性多状态开关装置。

背景技术

配网处于电网末端，建设往往比较滞后，同时以光伏和风力发电为代表的新能源及电力电子负荷大量接入，导致配网存在结构不合理、负荷分布不均、调控手段有限、电能质量不满足要求的问题。采用柔性多状态开关代替传统配电网中的馈线联络开关，使馈线间形成常态化“软连接”，改变了示范区配电网“闭环设计、开环运行”的供电方式，以全控型电力电子装置为基础，根据控制指令实时调整相连馈线间的功率流动，从而改变整个系统的潮流分布，使系统同时具备了开环网络和闭环网络的优点，使配电网的运行调度更加“柔性”。与传统基于联络开关的方式相比，柔性多状态开关避免了开关频繁变位造成的安全隐患，还能缓解电压骤降、三相不平衡现象，大大提高了配网控制的灵活性和快速性。模块化多电平换流器(MMC)作为实现多电平换流器的一种新的拓扑结构，其是由单个换流模块(SM)通过串并联组成的，在中高压电能变换和高压直流输电领域得到了广泛的应用，将MMC技术应用到柔性多状态开关装置具有高度模块化、维护间隔长、输出波形谐波含量低等优点。

目前柔性多状态开关装置的外接交流设备与多状态开关没有形成电气隔离，不利于多状态开关装置的自我保护；现有多状态开关没有直流端口，不适合光伏、直流充电桩、化学储能等形式直流设备互联；同时直流瞬时故障半桥换流器不能快速隔离故障但全桥换流器可以快速隔离故障，避免故障的扩大化带来的不利影响，但全桥换流器相对于半桥换流器增加了一倍的换流阀，因此成本也更高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型基于MMC的交直流多端口柔性多状态开关装置，既可接入直流设备又可接入交流设备，直流设备及交流设备均具有多种电压等级；且与外接直流设备及外接交流设备均具有电气隔离；在减小装置成本的同时也避免了直流侧故障发生的概率。

本实用新型解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种新型基于MMC的交直流多端口柔性多状态开关装置，其特征在于：包括封闭电力线、AC/DC模块、DC/DC模块、隔离变压器、通信模块、测量模块及控制模块，若干交流端口通过对应的隔离变压器与对应的AC/DC模块实现电气隔离，各 AC/DC模块通过封闭电力线连接至电力线直流母线；直流端口一通过DC/DC模块及封闭电力线与电力线直流母线连接，直流端口二通过直流断路器、封闭电力线与电力线直流母线连接；所述各AC/DC模块及DC/DC模块连接至控制模块，控制模块连接通信模块及测量模块，所述AC/DC模块采用第一模块化多电平换流器，所述DC/DC 模块采用第二模块化多电平换流器。

而且，所述AC/DC模块所采用第一模块化多电平换流器块由半桥换流器SM串联而成。

而且，所述DC/DC模块所采用第二模块化多电平换流器块由DC/AC/DC换流器 SM通过串并联组成，高压侧为串联、低压侧为并联。

而且，所述测量模块包括交流电压/电流测量模块及直流电压/电流测量模块。

本实用新型的优点和有益效果为：

1、本实用新型的新型基于MMC的交直流多端口柔性多状态开关装置，直流设备通过DC/DC模块或直流断路器接入电力线直流母线实现了直流设备也可接入本多状态开关装置，交流设备通过隔离变压器及AC/DC模块接入电力线直流母线，实现既可接入直流设备又可接入交流设备。

2、本实用新型的新型基于MMC的交直流多端口柔性多状态开关装置，交流设备接入若干个交流端口，通过隔离变压器与本多状态开关装置可实现电气隔离，直流设备接入直流端口，DC/DC模块中DC/AC/DC换流器SM中自带隔离变压器，外接直流设备与本多状态开关装置的电气隔离，实现外接直流设备及外接交流设备均具有电气隔离。

3、本实用新型的新型基于MMC的交直流多端口柔性多状态开关装置，AC/DC 模块采用第一模块化多电平换流器，DC/DC模块采用第二模块化多电平换流器， AC/DC模块所采用第一模块化多电平换流器块由半桥换流器SM串联而成；DC/DC 模块所采用第二模块化多电平换流器块由DC/AC/DC换流器SM通过串并联组成，一侧为串联、另一侧为并联，可降低换流器的成本。

4、本实用新型的新型基于MMC的交直流多端口柔性多状态开关装置，电力线直流母线至第一模块化多电平换流器，第二模块化多电平换流器、直流断路器之间的接线采用封闭式电力线，可大大降低直流侧的故障率，如此实现低成本、高可靠性的柔性多状态开关装置。

5、本实用新型的新型基于MMC的交直流多端口柔性多状态开关装置，通信模块用于本多状态开关装置与能量管理系统、配电自动化系统等进行通信；测量模块用于测量柔性多状态开关装置的各电气量，用于换流器IGBT通断控制及电能计量；控制模块接受测量模块、通信模块的信息，通过计算用于控制换流器IGBT的通断。

6、本实用新型的新型基于MMC的交直流多端口柔性多状态开关装置，成果应用后实现了不同电压等级、不同电能性质的电源、用电设备的互联，应用于配电网将会大大提高配网供电可靠性，提高电能质量。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理方框图；

图2为AC/DC模块的电路原理示意图；

图3为AC/DC模块的半桥换流器SM的电路原理示意图；

图4为DC/DC模块的电路原理示意图；

图5为DC/DC模块的换流器SM的电路原理示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。

一种新型基于MMC的交直流多端口柔性多状态开关装置，其特征在于：包括封闭电力线、AC/DC模块、DC/DC模块、隔离变压器、通信模块、测量模块及控制模块，若干交流端口通过对应的隔离变压器与对应的AC/DC模块实现电气隔离，各 AC/DC模块通过封闭电力线连接至电力线直流母线；直流端口一通过DC/DC模块及封闭电力线与电力线直流母线连接，直流端口二通过直流断路器、封闭电力线与电力线直流母线连接；所述各AC/DC模块及DC/DC模块连接至控制模块，控制模块连接通信模块及测量模块，所述AC/DC模块采用第一模块化多电平换流器，所述DC/DC 模块采用第二模块化多电平换流器。测量模块包括交流电压/电流测量模块及直流电压/电流测量模块。

AC/DC模块所采用第一模块化多电平换流器块由半桥换流器SM串联而成，如图2、3所示。DC/DC模块所采用第二模块化多电平换流器块由DC/AC/DC换流器 SM通过串并联组成，高压侧为串联、低压侧为并联，如图4、5所示。

直流设备通过DC/DC模块或直流断路器接入电力线直流母线实现了直流设备也可接入本多状态开关装置，交流设备通过隔离变压器及AC/DC模块接入电力线直流母线，实现既可接入直流设备又可接入交流设备。

交流设备接入若干个交流端口，通过隔离变压器与本多状态开关装置可实现电气隔离，直流设备接入直流端口，DC/DC模块中DC/AC/DC换流器SM中自带隔离变压器，外接直流设备与本多状态开关装置的电气隔离，实现外接直流设备及外接交流设备均具有电气隔离。

AC/DC模块采用第一模块化多电平换流器，DC/DC模块采用第二模块化多电平换流器，AC/DC模块所采用第一模块化多电平换流器块由半桥换流器SM串联而成； DC/DC模块所采用第二模块化多电平换流器块由DC/AC/DC换流器SM通过串并联组成，一侧为串联、另一侧为并联，可降低换流器的成本。

电力线直流母线至第一模块化多电平换流器，第二模块化多电平换流器、直流断路器之间的接线采用封闭式电力线，可大大降低直流侧的故障率，如此实现低成本、高可靠性的柔性多状态开关装置。

通信模块用于本多状态开关装置与能量管理系统、配电自动化系统等进行通信；测量模块用于测量柔性多状态开关装置的各电气量，用于换流器IGBT通断控制及电能计量；控制模块接受测量模块、通信模块的信息，通过计算用于控制换流器IGBT 的通断。

尽管为说明目的公开的本实用新型的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解，在不脱离本实用新型及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此本实用新型的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

一种新型基于MMC的交直流多端口柔性多状态开关装置专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。