CN109188156A - 一种高压直挂储能变流器模块化测试平台及测试电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压直挂储能变流器模块化测试电路,由三相选择开关、双绕组变压器、四绕组变压器、三相变流系统和高压直挂储能变流器首尾依次相互串联成环状,双绕组变压器的原边与电网相连,其中高压直挂储能变流器包括abc三相功率变换单元链和三相并网电抗器,每相功率变换单元链均包括同等数量的交流侧依次相互串联的功率变换单元链节,每相功率变换单元链的输入端与三相并网电抗器串联,每相功率变换单元链的输出端均相互连接,其中每个功率变换单元链节由隔离型DC/DC单元和H桥单元串联构成。本发明实现了高压直挂储能变流器的能量回馈低功耗、电池模拟低成本、多电压等级高效率测试的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种高压直挂储能变流器模块化测试平台及测试电路,属于大功率电力电子技术领域。
背景技术
目前,由国家电网张北风光储输示范工程储能电站和南方电网深圳宝清储能电站两个最具代表性的大规模电池储能系统工程实例可见:我国大功率电池储能项目一般采用分布式低压储能技术路线, 由众多中小功率储能变流器(目前一般单机最大功率为0.5MW)在交流测汇流后逐级升压接入电网,其痛点在于: 系统电缆线路和通信线路长,辅助设备多,占地面积大; 多台低压储能变流器并联所产生的环流增加了系统有功损耗; 通过众多变压器升压所带来的无功损耗较大,降低了系统运行效率;多控制器协调控制,控制系统复杂、协调困难、响应速度慢;需配置无功补偿等附加设备,增加了储能电站建设成本。因此,现有低压储能技术路线不能适应未来大规模储能电站的建设需求,亟需技术上的突破和创新。
中国发明专利“一种组合式双向DC/AC变流器拓扑结构”(公开号CN103178742A)提出了一种“隔离型半桥DC/DC”与“H桥级联式DC/AC”相结合的组合级联式双向变流器的拓扑结构;中国发明专利“含全桥DC/DC的组合级联式储能变流器结构”(公开号CN105871238A)提出了一种“隔离型全桥DC/DC”与“H桥级联式DC/AC”相结合的组合级联式双向变流器的拓扑结构,对于此类基于“隔离型DC/DC”与“H桥级联式DC/AC”相结合的高压直挂储能变流器由于无需升压变压器即可直接接入 10/35kV 电网,节省了成本,提高了效率,同时由于H桥多级级联容量大,特别适合于大规模储能电站的建设需求。
但是,由于高压直挂储能变流器是由H桥多级级联构成的,级联的H桥单元数量众多,如10kV高压直挂储能变流器中H桥单元数量就一般需36个,如何快速进行各单元直至整个储能变流器的测试,节省测试过程中消耗的电费成为难点之一;同时,对于储能变流器的充放电测试而言,一般需要给测试平台配置储能电池,而储能电池成本较高,这给储能变流器测试平台的构建带来了巨大的成本压力,成为难点之二。
因此,亟需为高压直挂储能变流器提供一种具有低功耗、低电池成本、高效率快速测试能力的测试平台。
发明内容
目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种高压直挂储能变流器模块化测试平台及测试电路,实现高压直挂储能变流器的能量回馈低功耗、电池模拟低成本、多电压等级高效率测试的目的。
技术方案:为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
一种高压直挂储能变流器模块化测试平台,包括:三相选择开关、双绕组变压器T1、四绕组变压器T2、三相变流系统,所述三相选择开关包括触点1、触点2、触点3三个彼此独立的输入端和1个输出端,触点1与双绕组变压器T1的副边三相抽头1相连,触点2与双绕组变压器T1的副边三相抽头2相连,触点3与双绕组变压器T1的副边三相抽头3相连;所述四绕组变压器T2包括原边绕组和副边三相绕组A、副边三相绕组B、副边三相绕组C,四绕组变压器T2的原边与双绕组变压器T1的原边相连;所述三相变流系统包括3个彼此独立的三相变流器A、三相变流器B和三相变流器C,三相变流器A的三相交流输入端与四绕组变压器T2的副边三相绕组A相连,三相变流器B的三相交流输入端与四绕组变压器T2的副边三相绕组B相连,三相变流器C的三相交流输入端与四绕组变压器T2的副边三相绕组C相连。
作为优选方案,所述双绕组变压器T1的原边线电压为400V,副边三相抽头1的线电压为690V,副边三相抽头2的线电压为2.5kV,副边三相抽头3的线电压为10kV,四绕组变压器T2的副边三相绕组A、副边三相绕组B和副边三相绕组C均为400V。
一种高压直挂储能变流器模块化测试电路,其特征在于:三相选择开关、双绕组变压器T1、四绕组变压器T2、三相变流系统和高压直挂储能变流器首尾依次相互串联成环状,双绕组变压器的原边与电网相连;
所述三相选择开关包括触点1、触点2、触点3三个彼此独立的输入端和1个输出端,触点1与双绕组变压器T1的副边三相抽头1相连,触点2与双绕组变压器T1的副边三相抽头2相连,触点3与双绕组变压器T1的副边三相抽头3相连;
所述四绕组变压器T2包括原边绕组和副边三相绕组A、副边三相绕组B、副边三相绕组C,四绕组变压器T2的原边与双绕组变压器T1的原边相连;
所述三相变流系统包括3个彼此独立的三相变流器A、三相变流器B和三相变流器C,三相变流器A的三相交流输入端与四绕组变压器T2的副边三相绕组A相连,三相变流器B的三相交流输入端与四绕组变压器T2的副边三相绕组B相连,三相变流器C的三相交流输入端与四绕组变压器T2的副边三相绕组C相连;
高压直挂储能变流器的a相直流输入端与三相变流器A的直流输出端相连,高压直挂储能变流器的b相直流输入端与三相变流器B的直流输出端相连,高压直挂储能变流器的c相直流输入端与三相变流器C的直流输出端相连,高压直挂储能变流器的交流侧输入端与三相选择开关的三相输出端相连。
作为优选方案,所述双绕组变压器T1的原边线电压为400V,副边三相抽头1的线电压为690V,副边三相抽头2的线电压为2.5kV,副边三相抽头3的线电压为10kV,四绕组变压器T2的副边三相绕组A、副边三相绕组B和副边三相绕组C均为400V。
作为优选方案,所述高压直挂储能变流器由a相功率变换单元链、b相功率变换单元链、c相功率变换单元链和三相并网电抗器串联构成,a、b、c每相功率变换单元链均包括同等数量的功率变换单元链节;
所述a相功率变换单元链包括多个功率变换单元链节,多个功率变换单元链节的交流侧输入、输出端口依次相互串联;多个功率变换单元链节的直流侧输入端正极、负极分别相互并联后,作为高压直挂储能变流器的a相直流输入端分别与三相变流器A的直流输出端正极、负极相连;
所述b相功率变换单元链包括多个功率变换单元链节,多个功率变换单元链节的交流侧输入、输出端口依次相互串联;多个功率变换单元链节的直流侧输入端正极、负极分别相互并联后,作为高压直挂储能变流器的b相直流输入端分别与三相变流器B的直流输出端正极、负极相连;
所述c相功率变换单元链包括多个功率变换单元链节,多个功率变换单元链节的交流侧输入、输出端口依次相互串联;多个功率变换单元链节的直流侧输入端正极、负极分别相互并联后,作为高压直挂储能变流器的c相直流输入端分别与三相变流器C的直流输出端正极、负极相连;
a相最后一个功率变换单元链节交流侧输出端与b相最后一个功率变换单元链节交流侧输出端与c相最后一个功率变换单元链节交流侧输出端均相互连接;
a相第一个功率变换单元链节交流侧输入端与三相并网电抗器的a相电抗La的输出端相连,b相第一个功率变换单元链节交流侧输入端与三相并网电抗器的b相电抗Lb的输出端相连,c相第一个功率变换单元链节交流侧输入端与三相并网电抗器的c相电抗Lc的输出端相连;
三相并网电抗器的a相电抗La的输入端、三相并网电抗器的b相电抗Lb的输入端、三相并网电抗器的c相电抗Lc的输入端共同作为高压直挂储能变流器的交流侧输入端与三相选择开关的三相输出端相连。
作为优选方案,所述三相变流系统的三相变流器A、三相变流器B和三相变流器C完全相同,采用三相全桥变流器,所述三相全桥变流器包括6个同一型号的功率器件开关K1、K2、K3、K4、K5、K6,K1的输入端与K2的输出端相连后作为三相全桥变流器的a相交流输入端,K3的输入端与K4的输出端相连后作为三相全桥变流器的b相交流输入端,K5的输入端与K6的输出端相连后作为三相全桥变流器的c相交流输入端,K1的输出端、K3的输出端与K5的输出端相连后作为三相全桥变流器的直流输出端的正极,K2的输入端、K4的输入端与K6的输入端相连后作为三相全桥变流器的直流输出端的负极。
作为优选方案,所述功率变换单元链节包括:隔离型DC/DC单元和H桥单元串联,所述隔离型DC/DC单元优选为隔离型全桥DC/DC单元,包括电容C1、电容C2、8个功率器件开关S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、高频隔离变压器T,S1输入端与S2输出端相连后再与高频隔离变压器T的输入端子1相连,S3输入端与S4输出端相连后再与高频隔离变压器T的输入端子2相连,S1的输出端与S3的输出端、电容C1正极端子均相连后作为功率变换单元链节的直流侧正极,S2的输入端与S4的输入端、电容C1负极端子均相连后作为功率变换单元链节的直流侧负极,S5输入端与S6输出端相连后再与高频隔离变压器T的输出端子3相连,S7输入端与S8输出端相连后再与高频隔离变压器T的输出端子4相连,S5的输出端与S7的输出端、电容C2正极端子均相连后作为功率变换单元链节中隔离型DC/DC单元直流输出侧正极,S6的输入端与S8的输入端、电容C2负极端子均相连后作为功率变换单元链节中隔离型DC/DC单元直流输出侧负极;
所述H桥单元包括4个功率器件开关S9、S10、S11、S12,S9输入端与S10输出端相连后作为功率变换单元链节的交流侧输入端,S11输入端与S12输出端相连后作为功率变换单元链节的交流侧输出端,S9的输出端与S11的输出端、隔离型DC/DC单元直流输出侧正极均相连,S10的输入端与S12的输入端、隔离型DC/DC单元直流输出侧负极均相连。
有益效果:本发明提供的一种高压直挂储能变流器模块化测试平台及测试电路,其优点如下:
1)能量回馈低功耗:由于本发明一种高压直挂储能变流器模块化测试平台由三相选择开关、双绕组变压器、四绕组变压器、三相变流系统和高压直挂储能变流器首尾依次相互串联成环状,双绕组变压器的原边与电网相连,通过控制三相变流系统的逆变或整流模拟真实储能电池系统的充电或放电工况,进行高压直挂储能变流器各模块的充放电性能测试,具有能量回馈性能,如当三相变流系统工作在整流模式时,从双绕组变压器吸收电网的电能经四绕组变压器,通过三相变流系统整流和高压直挂储能变流器逆变后又经三相选择开关、双绕组变压器回馈到了电网;当三相变流系统工作在逆变模式时,从双绕组变压器吸收电网的电能经三相选择开关、通过高压直挂储能变流器整流和三相变流系统逆变后又经四绕组变压器回馈到了电网,整个测试平台的电能损耗仅为测试平台自身各部件的自耗电,极大降低了测试平台在整个测试过程中的功耗,节省了电费。
2)电池模拟低成本:本发明通过功率变换单元链节a1、功率变换单元链节a2……功率变换单元链节aN的直流侧相互并联后,作为高压直挂储能变流器的a相直流输入端与三相变流器A的直流输出端相连,功率变换单元链节b1、功率变换单元链节b2……功率变换单元链节bN的直流侧相互并联后,作为高压直挂储能变流器的b相直流输入端与三相变流器B的直流输出端相连,功率变换单元链节c1、功率变换单元链节c2……功率变换单元链节cN的直流侧相互并联后,作为高压直挂储能变流器的c相直流输入端与三相变流器C的直流输出端相连,实现了仅通过控制三个完全相同的低成本的三相变流器A、三相变流器B、三相变流器C的逆变或整流即可模拟真实储能电池系统的充电或放电工况,进行高压直挂储能变流器中各模块的充放电性能测试,节省了真实储能电池的投入成本。
3)多电压等级高效率:本发明采用 690V、2.5kV、10kV三个电压等级挡位分别测试高压直挂储能变流器中的三相单链模块、三相四链模块、三相12链模块的充放电性能,具体当高压直挂储能变流器中每相功率变换单元链均包括1个功率变换单元链节时,三相选择开关选择690V交流母线,通过控制三相变流系统的逆变或整流模拟真实储能电池系统的充电或放电工况,进行高压直挂储能变流器中三相单链模块的充放电性能测试;当高压直挂储能变流器中每相功率变换单元链均包括4个功率变换单元链节时,三相选择开关选择2.5kV交流母线,通过控制三相变流系统的逆变或整流模拟真实储能电池系统的充电或放电工况,进行高压直挂储能变流器中三相四链模块的充放电性能测试;当高压直挂储能变流器中每相功率变换单元链均包括12个功率变换单元链节时,三相选择开关选择10kV交流母线,通过控制三相变流系统的逆变或整流模拟真实储能电池系统的充电或放电工况,进行高压直挂储能变流器中三相12链模块的充放电性能测试,如此通过多电压等级下积木化模块的测试提高了测试效率。
附图说明
图1为本发明的测试电路拓扑结构框图;
图2为本发明的三相变流器拓扑结构图;
图3为本发明的功率变换单元链节拓扑结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
一种高压直挂储能变流器模块化测试平台,包括:三相选择开关、双绕组变压器T1、四绕组变压器T2、三相变流系统,所述三相选择开关关包括触点1、触点2、触点3三个彼此独立的输入端和1个输出端,触点1与双绕组变压器T1的副边三相抽头1相连,触点2与双绕组变压器T1的副边三相抽头2相连,触点3与双绕组变压器T1的副边三相抽头3相连;所述四绕组变压器T2包括原边绕组和副边三相绕组A、副边三相绕组B、副边三相绕组C,四绕组变压器T2的原边与双绕组变压器T1的原边相连;所述三相变流系统包括3个彼此独立的三相变流器A、三相变流器B和三相变流器C,三相变流器A的三相交流输入端与四绕组变压器T2的副边三相绕组A相连,三相变流器B的三相交流输入端与四绕组变压器T2的副边三相绕组B相连,三相变流器C的三相交流输入端与四绕组变压器T2的副边三相绕组C相连。
测试平台在使用时,将双绕组变压器T1的原边与电网相连,将测试对象高压直挂储能变流器的直流输入端与三相变流系统的输出端相连接;高压直挂储能变流器的交流输入端与三相选择开关的三相输出端相连接,完成高压直挂储能变流器各模块的充放电性能测试,模拟真实储能电池系统的充电或放电工况。
如图1所示,一种高压直挂储能变流器模块化测试电路,由三相选择开关、双绕组变压器T1、四绕组变压器T2、三相变流系统和高压直挂储能变流器首尾依次相互串联成环状,双绕组变压器的原边与电网相连;
其中,三相选择开关包括触点1、触点2、触点3三个彼此独立的输入端和1个输出端,触点1与双绕组变压器T1的副边三相抽头1相连,触点2与双绕组变压器T1的副边三相抽头2相连,触点3与双绕组变压器T1的副边三相抽头3相连;
四绕组变压器T2包括原边绕组和副边三相绕组A、副边三相绕组B、副边三相绕组C,四绕组变压器T2的原边与双绕组变压器T1的原边相连;
优选的,双绕组变压器T1的原边线电压为400V,副边三相抽头1的线电压为690V,副边三相抽头2的线电压为2.5kV,副边三相抽头3的线电压为10kV,四绕组变压器T2的副边三相绕组A、副边三相绕组B和副边三相绕组C均为400V;
三相变流系统包括3个彼此独立的三相变流器A、三相变流器B和三相变流器C,三相变流器A的三相交流输入端与四绕组变压器T2的副边三相绕组A相连,三相变流器B的三相交流输入端与四绕组变压器T2的副边三相绕组B相连,三相变流器C的三相交流输入端与四绕组变压器T2的副边三相绕组C相连;
高压直挂储能变流器的a相直流输入端与三相变流器A的直流输出端相连,高压直挂储能变流器的b相直流输入端与三相变流器B的直流输出端相连,高压直挂储能变流器的c相直流输入端与三相变流器C的直流输出端相连,高压直挂储能变流器的交流侧输入端与三相选择开关的三相输出端相连。
所述高压直挂储能变流器由a相功率变换单元链、b相功率变换单元链c相功率变换单元链和三相并网电抗器串联构成,a、b、c每相功率变换单元链均包括同等数量的功率变换单元链节;
所述a相功率变换单元链包括功率变换单元链节a1、功率变换单元链节a2……功率变换单元链节aN,所述N=3、4、5……,N取大于等于3的整数,功率变换单元链节a1、功率变换单元链节a2……功率变换单元链节aN的交流侧输入、输出端口依次相互串联;功率变换单元链节a1、功率变换单元链节a2……功率变换单元链节aN的直流侧输入端正极、负极分别相互并联后,作为高压直挂储能变流器的a相直流输入端分别与三相变流器A的直流输出端正极、负极相连;
所述b相功率变换单元链包括功率变换单元链节b1、功率变换单元链节b2……功率变换单元链节bN,所述N=3、4、5……,N取大于等于3的整数,功率变换单元链节b1、功率变换单元链节b2……功率变换单元链节bN的交流侧输入、输出端口依次相互串联;功率变换单元链节b1、功率变换单元链节b2……功率变换单元链节bN的直流侧输入端正极、负极分别相互并联后,作为高压直挂储能变流器的b相直流输入端分别与三相变流器B的直流输出端正极、负极相连;
所述c相功率变换单元链包括功率变换单元链节c1、功率变换单元链节c2……功率变换单元链节cN,所述N=3、4、5……,N取大于等于3的整数,功率变换单元链节c1、功率变换单元链节c2……功率变换单元链节cN的交流侧输入、输出端口依次相互串联;功率变换单元链节c1、功率变换单元链节c2……功率变换单元链节cN的直流侧输入端正极、负极分别相互并联后,作为高压直挂储能变流器的c相直流输入端分别与三相变流器C的直流输出端正极、负极相连。
作为a相功率变换单元链交流侧输出端的功率变换单元链节aN交流侧输出端与作为b相功率变换单元链交流侧输出端的功率变换单元链节bN交流侧输出端、作为c相功率变换单元链交流侧输出端的功率变换单元链节cN交流侧输出端均相互连接;
作为a相功率变换单元链交流侧输入端的功率变换单元链节a1交流侧输入端与三相并网电抗器的a相电抗La的输出端相连,作为b相功率变换单元链交流侧输入端的功率变换单元链节b1交流侧输入端与三相并网电抗器的b相电抗Lb的输出端相连,作为c相功率变换单元链交流侧输入端的功率变换单元链节c1交流侧输入端与三相并网电抗器的c相电抗Lc的输出端相连;
三相并网电抗器的a相电抗La的输入端、三相并网电抗器的b相电抗Lb的输入端、三相并网电抗器的c相电抗Lc的输入端共同作为高压直挂储能变流器的交流侧输入端与三相选择开关的三相输出端相连。
如图2所示,所述三相变流系统的三相变流器A、三相变流器B和三相变流器C完全相同,拓扑结构可优选为三相全桥变流器,
所述三相全桥变流器包括6个同一型号的功率器件开关K1、K2、K3、K4、K5、K6,K1的输入端与K2的输出端相连后作为三相全桥变流器的a相交流输入端,K3的输入端与K4的输出端相连后作为三相全桥变流器的b相交流输入端,K5的输入端与K6的输出端相连后作为三相全桥变流器的c相交流输入端,K1的输出端、K3的输出端与K5的输出端相连后作为三相全桥变流器的直流输出端的正极,K2的输入端、K4的输入端与K6的输入端相连后作为三相全桥变流器的直流输出端的负极。
如图3所示,所述a相功率变换单元链中功率变换单元链节a1、功率变换单元链节a2……功率变换单元链节aN、b相功率变换单元链中功率变换单元链节b1、功率变换单元链节b2……功率变换单元链节bN、c相功率变换单元链中功率变换单元链节c1、功率变换单元链节c2……功率变换单元链节cN均为同一拓扑结构,均由隔离型DC/DC单元和H桥单元串联构成。
所述隔离型DC/DC单元优选为隔离型全桥DC/DC单元,包括电容C1、电容C2、8个功率器件开关S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、高频隔离变压器T,S1输入端与S2输出端相连后再与高频隔离变压器T的输入端子1相连,S3输入端与S4输出端相连后再与高频隔离变压器T的输入端子2相连,S1的输出端与S3的输出端、电容C1正极端子均相连后作为功率变换单元链节的直流侧正极,S2的输入端与S4的输入端、电容C1负极端子均相连后作为功率变换单元链节的直流侧负极,S5输入端与S6输出端相连后再与高频隔离变压器T的输出端子3相连,S7输入端与S8输出端相连后再与高频隔离变压器T的输出端子4相连,S5的输出端与S7的输出端、电容C2正极端子均相连后作为功率变换单元链节中隔离型DC/DC单元直流输出侧正极,S6的输入端与S8的输入端、电容C2负极端子均相连后作为功率变换单元链节中隔离型DC/DC单元直流输出侧负极。
所述H桥单元包括4个功率器件开关S9、S10、S11、S12,S9输入端与S10输出端相连后作为功率变换单元链节的交流侧输入端,S11输入端与S12输出端相连后作为功率变换单元链节的交流侧输出端,S9的输出端与S11的输出端、隔离型DC/DC单元直流输出侧正极均相连,S10的输入端与S12的输入端、隔离型DC/DC单元直流输出侧负极均相连。
实施例:
一种高压直挂储能变流器测试平台使用方法:当高压直挂储能变流器中每相功率变换单元链均包括1个功率变换单元链节时,三相选择开关选择690V交流母线,通过控制三相变流系统的逆变或整流模拟真实储能电池系统的充电或放电工况,进行高压直挂储能变流器中三相单链模块的充放电性能测试;
当高压直挂储能变流器中每相功率变换单元链均包括4个功率变换单元链节时,三相选择开关选择2.5kV交流母线,通过控制三相变流系统的逆变或整流模拟真实储能电池系统的充电或放电工况,进行高压直挂储能变流器中三相四链模块的充放电性能测试;
当高压直挂储能变流器中每相功率变换单元链均包括12个功率变换单元链节时,三相选择开关选择10kV交流母线,通过控制三相变流系统的逆变或整流模拟真实储能电池系统的充电或放电工况,进行高压直挂储能变流器中三相12链模块的充放电性能测试。
本发明提供的一种高压直挂储能变流器模块化测试平台及测试电路,实现了高压直挂储能变流器的能量回馈低功耗、电池模拟低成本、多电压等级高效率测试的目的。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种高压直挂储能变流器模块化测试平台,其特征在于:包括:三相选择开关、双绕组变压器T1、四绕组变压器T2、三相变流系统,所述三相选择开关包括触点1、触点2、触点3三个彼此独立的输入端和1个输出端,触点1与双绕组变压器T1的副边三相抽头1相连,触点2与双绕组变压器T1的副边三相抽头2相连,触点3与双绕组变压器T1的副边三相抽头3相连;所述四绕组变压器T2包括原边绕组和副边三相绕组A、副边三相绕组B、副边三相绕组C,四绕组变压器T2的原边与双绕组变压器T1的原边相连;所述三相变流系统包括3个彼此独立的三相变流器A、三相变流器B和三相变流器C,三相变流器A的三相交流输入端与四绕组变压器T2的副边三相绕组A相连,三相变流器B的三相交流输入端与四绕组变压器T2的副边三相绕组B相连,三相变流器C的三相交流输入端与四绕组变压器T2的副边三相绕组C相连。
2.根据权利要求1所述的一种高压直挂储能变流器模块化测试平台,其特征在于:所述双绕组变压器T1的原边线电压为400V,副边三相抽头1的线电压为690V,副边三相抽头2的线电压为2.5kV,副边三相抽头3的线电压为10kV,四绕组变压器T2的副边三相绕组A、副边三相绕组B和副边三相绕组C均为400V。
3.一种高压直挂储能变流器模块化测试电路,其特征在于:三相选择开关、双绕组变压器T1、四绕组变压器T2、三相变流系统和高压直挂储能变流器首尾依次相互串联成环状,双绕组变压器的原边与电网相连;
所述三相选择开关包括触点1、触点2、触点3三个彼此独立的输入端和1个输出端,触点1与双绕组变压器T1的副边三相抽头1相连,触点2与双绕组变压器T1的副边三相抽头2相连,触点3与双绕组变压器T1的副边三相抽头3相连;
所述四绕组变压器T2包括原边绕组和副边三相绕组A、副边三相绕组B、副边三相绕组C,四绕组变压器T2的原边与双绕组变压器T1的原边相连;
所述三相变流系统包括3个彼此独立的三相变流器A、三相变流器B和三相变流器C,三相变流器A的三相交流输入端与四绕组变压器T2的副边三相绕组A相连,三相变流器B的三相交流输入端与四绕组变压器T2的副边三相绕组B相连,三相变流器C的三相交流输入端与四绕组变压器T2的副边三相绕组C相连;
高压直挂储能变流器的a相直流输入端与三相变流器A的直流输出端相连,高压直挂储能变流器的b相直流输入端与三相变流器B的直流输出端相连,高压直挂储能变流器的c相直流输入端与三相变流器C的直流输出端相连,高压直挂储能变流器的交流侧输入端与三相选择开关的三相输出端相连。
4.根据权利要求3所述的一种高压直挂储能变流器模块化测试电路,其特征在于:所述双绕组变压器T1的原边线电压为400V,副边三相抽头1的线电压为690V,副边三相抽头2的线电压为2.5kV,副边三相抽头3的线电压为10kV,四绕组变压器T2的副边三相绕组A、副边三相绕组B和副边三相绕组C均为400V。
5.根据权利要求3所述的一种高压直挂储能变流器模块化测试电路,其特征在于:所述高压直挂储能变流器由a相功率变换单元链、b相功率变换单元链、c相功率变换单元链和三相并网电抗器串联构成,a、b、c每相功率变换单元链均包括同等数量的功率变换单元链节;
所述a相功率变换单元链包括多个功率变换单元链节,多个功率变换单元链节的交流侧输入、输出端口依次相互串联;多个功率变换单元链节的直流侧输入端正极、负极分别相互并联后,作为高压直挂储能变流器的a相直流输入端分别与三相变流器A的直流输出端正极、负极相连;
所述b相功率变换单元链包括多个功率变换单元链节,多个功率变换单元链节的交流侧输入、输出端口依次相互串联;多个功率变换单元链节的直流侧输入端正极、负极分别相互并联后,作为高压直挂储能变流器的b相直流输入端分别与三相变流器B的直流输出端正极、负极相连;
所述c相功率变换单元链包括多个功率变换单元链节,多个功率变换单元链节的交流侧输入、输出端口依次相互串联;多个功率变换单元链节的直流侧输入端正极、负极分别相互并联后,作为高压直挂储能变流器的c相直流输入端分别与三相变流器C的直流输出端正极、负极相连;
a相最后一个功率变换单元链节交流侧输出端与b相最后一个功率变换单元链节交流侧输出端与c相最后一个功率变换单元链节交流侧输出端均相互连接;
a相第一个功率变换单元链节交流侧输入端与三相并网电抗器的a相电抗La的输出端相连,b相第一个功率变换单元链节交流侧输入端与三相并网电抗器的b相电抗Lb的输出端相连,c相第一个功率变换单元链节交流侧输入端与三相并网电抗器的c相电抗Lc的输出端相连;
三相并网电抗器的a相电抗La的输入端、三相并网电抗器的b相电抗Lb的输入端、三相并网电抗器的c相电抗Lc的输入端共同作为高压直挂储能变流器的交流侧输入端与三相选择开关的三相输出端相连。
6.根据权利要求3所述的一种高压直挂储能变流器模块化测试电路,其特征在于:所述三相变流系统的三相变流器A、三相变流器B和三相变流器C完全相同,采用三相全桥变流器,所述三相全桥变流器包括6个同一型号的功率器件开关K1、K2、K3、K4、K5、K6,K1的输入端与K2的输出端相连后作为三相全桥变流器的a相交流输入端,K3的输入端与K4的输出端相连后作为三相全桥变流器的b相交流输入端,K5的输入端与K6的输出端相连后作为三相全桥变流器的c相交流输入端,K1的输出端、K3的输出端与K5的输出端相连后作为三相全桥变流器的直流输出端的正极,K2的输入端、K4的输入端与K6的输入端相连后作为三相全桥变流器的直流输出端的负极。
7.根据权利要求5所述的一种高压直挂储能变流器模块化测试电路,其特征在于:所述功率变换单元链节包括:隔离型DC/DC单元和H桥单元串联,所述隔离型DC/DC单元优选为隔离型全桥DC/DC单元,包括电容C1、电容C2、8个功率器件开关S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、高频隔离变压器T,S1输入端与S2输出端相连后再与高频隔离变压器T的输入端子1相连,S3输入端与S4输出端相连后再与高频隔离变压器T的输入端子2相连,S1的输出端与S3的输出端、电容C1正极端子均相连后作为功率变换单元链节的直流侧正极,S2的输入端与S4的输入端、电容C1负极端子均相连后作为功率变换单元链节的直流侧负极,S5输入端与S6输出端相连后再与高频隔离变压器T的输出端子3相连,S7输入端与S8输出端相连后再与高频隔离变压器T的输出端子4相连,S5的输出端与S7的输出端、电容C2正极端子均相连后作为功率变换单元链节中隔离型DC/DC单元直流输出侧正极,S6的输入端与S8的输入端、电容C2负极端子均相连后作为功率变换单元链节中隔离型DC/DC单元直流输出侧负极;
所述H桥单元包括4个功率器件开关S9、S10、S11、S12,S9输入端与S10输出端相连后作为功率变换单元链节的交流侧输入端,S11输入端与S12输出端相连后作为功率变换单元链节的交流侧输出端,S9的输出端与S11的输出端、隔离型DC/DC单元直流输出侧正极均相连,S10的输入端与S12的输入端、隔离型DC/DC单元直流输出侧负极均相连。
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