CN110492721B - 一种多端口电力电子变压器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种多端口电力电子变压器，包括集装箱，集装箱的内部设有控制柜、电力电子变压装置及冷却系统，控制柜分别与电力电子变压装置、冷却系统信号连接，冷却系统环绕电力电子变压装置设置，电力电子变压装置形成有多个连接端口，所述集装箱上对应各所述连接端口开设有多个开口。本发明提供的多端口电力电子变压器，将电力电子变压装置的各组成部件、控制柜及冷却系统均安装于集装箱内，能有效提高多端口电力电子变压器的集成度，同时，电力电子变压装置具有多个连接端口能满足多种规格要求，能有效提高多端口电力电子变压器的兼容性。

Description

一种多端口电力电子变压器
技术领域
本发明涉及电力电子变压技术领域，尤其是指一种多端口电力电子变压器。
背景技术
随着经济的不断发展，未来电网将由大量的分布式可再生能源、分布式能量存储装置和各种类型负载构成，是以实现能量双向流动的对等交换与共享的网络。多端口电力电子变压器作为未来电网的核心设备，具有能源接入、传输、转换、路由等各种重要功能，同时具有对其所属直流配电网或微电网的能源运营和管理功能，是未来电网中信息和能源的基础设施。
目前，现有的分布式能源设备种类众多，且同一种类的能源设备又具有多种规格，现有的电力电子变压器中往往由多个独立的端口设备通过外部连线构成，需要为接入端口配备相应的驱动控制系统，增加了硬件接口设计的复杂程度，限制了电力电子变压器的集成度和兼容性。
发明内容
本发明的目的是提供一种多端口电力电子变压器，具有较高的集成度和兼容性。
为达到上述目的，本发明提供了一种多端口电力电子变压器，其中，所述多端口电力电子变压器包括集装箱，所述集装箱的内部设有控制柜、电力电子变压装置及冷却系统，所述控制柜分别与所述电力电子变压装置、所述冷却系统信号连接，所述冷却系统环绕所述电力电子变压装置设置，所述电力电子变压装置形成有多个连接端口，所述集装箱上对应各所述连接端口开设有多个开口。
如上所述的多端口电力电子变压器，其中，所述电力电子变压装置包括交流启动模块、两组电力电子变压塔、第一连接端口、第二连接端口、第三连接端口及第四连接端口，所述第一连接端口与所述交流启动模块串联相接，两组所述电力电子变压塔并联设置，所述交流启动模块分别与两组所述电力电子变压塔串联相接，所述第二连接端口、所述第三连接端口及所述第四连接端口并联设置，两组所述电力电子变压塔分别与所述第二连接端口、所述第三连接端口及所述第四连接端口串联相接。
如上所述的多端口电力电子变压器，其中，所述第二连接端口与两组所述电力电子变压塔之间串联设有固态开关。
如上所述的多端口电力电子变压器，其中，所述第三连接端口与两组所述电力电子变压塔之间串联设有DC/DC降压模块。
如上所述的多端口电力电子变压器，其中，所述第四连接端口与两组所述电力电子变压塔之间串连设有DC/AC逆变模块。
如上所述的多端口电力电子变压器，其中，所述电力电子变压装置还包括直流启动模块，所述直流启动模块分别与所述DC/DC降压模块、所述DC/AC逆变模块电连接。
如上所述的多端口电力电子变压器，其中，所述第一连接端口为10kV交流端口，所述第二连接端口为±750V直流端口，所述第三连接端口为±375V直流端口，所述第四连接端口为380V交流端口。
如上所述的多端口电力电子变压器，其中，所述电力电子变压塔为三相电力电子变压塔，所述电力电子变压塔包括三相纵向间隔排列设置的电力电子变压模块，每相所述电力电子变压模块均包括多个电力电子变压子单元，各所述电力电子变压子单元均具有AC端子和DC端子，每相所述电力电子变压模块的各所述电力电子变压子单元的所述AC端子串联相接，且三相所述电力电子变压模块的各所述电力电子变压子单元的所述DC端子并联相接。
如上所述的多端口电力电子变压器，其中，所述冷却系统包括供水装置及多根冷却管道，各所述冷却管道绕设于所述电力电子变压装置的周围和/或穿设于所述电力电子变压装置的内部，且各所述冷却管道的两端分别与所述供水装置连通，所述供水装置由各所述冷却管道的一端向所述冷却管道的内部供水，且所述冷却管道内的水通过所述冷却管道的另一端流回至所述供水装置中。
如上所述的多端口电力电子变压器，其中，所述集装箱的侧壁上开设有多个通风口，各所述通风口处分别设有轴流风机和/或滤网。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
本发明提供的多端口电力电子变压器，将电力电子变压装置的各组成部件、控制柜及冷却系统均安装于集装箱内，能有效提高多端口电力电子变压器的集成度，同时，电力电子变压装置具有多个连接端口能满足多种规格要求，能有效提高多端口电力电子变压器的兼容性。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明进行示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1是本发明提供的多端口电力电子变压器的结构示意图；
图2是本发明提供的多端口电力电子变压器的电力电子变压装置的电路图；
图3是本发明提供的多端口电力电子变压器的电力电子变压装置的电力电子变压塔的立体结构示意图；
图4是本发明提供的多端口电力电子变压器的电力电子变压装置的电力电子变压塔的主视图；
图5是本发明提供的多端口电力电子变压器的电力电子变压装置的电力电子变压塔的后视图；
图6是本发明提供的多端口电力电子变压器的电力电子变压装置的电力电子变压塔的俯视图。
附图标号说明：
1、集装箱；
2、控制柜；
3、电力电子变压装置；
31、交流启动模块；
32、电力电子变压塔；
321、电力电子变压子单元；
33、第一连接端口；
34、第二连接端口；
35、第三连接端口；
36、第四连接端口；
37、固态开关；
38、DC/DC降压模块；
39、DC/AC逆变模块；
310、直流启动模块；
4、冷却系统；
41、供水装置；
42、冷却管道；
5、通风口；
51、滤网。
具体实施方式
为了对本发明的技术方案、目的和效果有更清楚的理解，现结合附图说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本发明提供了一种多端口电力电子变压器，其中，多端口电力电子变压器包括集装箱1，集装箱1的内部设有控制柜2、电力电子变压装置3及冷却系统4，控制柜2分别与电力电子变压装置3、冷却系统4信号连接，控制柜2用于对电力电子变压装置3及冷却系统4进行控制，冷却系统4环绕电力电子变压装置3设置，冷却系统4用于对电力电子变压装置3进行冷却降温，电力电子变压装置3形成有多个连接端口，用于满足多种规格的连接要求，集装箱1上对应各连接端口开设有多个开口，如此通过将各个组成部件均设于集装箱1内能有效提高本发明的集成度，同时由于电力电子变压装置3具有多个连接端口，使具有较好的兼容性。
进一步地，如图2所示，本发明提供的多端口电力电子变压器，其中，电力电子变压装置3包括交流启动模块31、两组电力电子变压塔32、第一连接端口33、第二连接端口34、第三连接端口35及第四连接端口36，第一连接端口33与交流启动模块31串联相接，两组电力电子变压塔32并联设置，交流启动模块31分别与两组电力电子变压塔32串联相接，第二连接端口34、第三连接端口35及第四连接端口36并联设置，两组电力电子变压塔32分别与第二连接端口34、第三连接端口35及第四连接端口36串联相接，两组电力电子变压塔32用于将交流电转换为直流电；
第二连接端口34与两组电力电子变压塔32之间串联设有固态开关37；
第三连接端口35与两组电力电子变压塔32之间串联设有DC/DC降压模块38；
第四连接端口36与两组电力电子变压塔32之间串连设有DC/AC逆变模块39；
两组电力电子变压塔32通过铜排与固态开关37、DC/DC降压模块38及DC/AC逆变模块39相接；
第一连接端口33为10kV交流端口，通过两组电力电子变压塔32转换为直流电，第二连接端口34为±750V直流端口，第三连接端口35通过DC/DC降压模块38转换为±375V直流端口，第四连接端口36为通过DC/AC逆变模块39转换为380V交流端口。
作为优选，本发明提供的多端口电力电子变压器，其中，电力电子变压装置3还包括直流启动模块310，直流启动模块310分别与DC/DC降压模块38、DC/AC逆变模块39电连接，直流启动模块310用于对DC/DC降压模块38及DC/AC逆变模块39进行充电；
其中，第一连接端口33设于集装箱1的顶板上，第二连接端口34、第三连接端口35和第四连接端口36设于集装箱1的底板上。
进一步地，如图1～图6所示，本发明提供的多端口电力电子变压器，其中，电力电子变压塔32为三相电力电子变压塔32，电力电子变压塔32包括三相纵向间隔排列设置的电力电子变压模块，每相电力电子变压模块均通过绝缘支架支撑实现间隔设置，绝缘支架包括三层支撑板及多根支撑柱，各支撑板由上至下间隔设置，多个支撑柱均匀设置于各支撑板的边缘处，各支撑板及各支撑柱均由绝缘材料制成，如图中所示，支撑柱可以设置有四根，支撑板为矩形板，四根支撑柱分别设于支撑板的四个角处，支撑柱可以为由下至上由多根绝缘子相接形成，以实现其绝缘效果，每相电力电子变压模块均包括多个电力电子变压子单元321，各电力电子变压子单元321均具有AC端子和DC端子，每相电力电子变压模块的各电力电子变压子单元321的AC端子通过铜排串联相接，且三相电力电子变压模块的各电力电子变压子单元321的DC端子通过铜排并联相接。
作为优选，如图1及图3～图6所示，本发明提供的多端口电力电子变压器，其中，冷却系统4包括供水装置41及多根冷却管道42，各冷却管道42绕设于电力电子变压装置3的周围和/或穿设于电力电子变压装置3的内部，用于对电力电子变压装置3的多个部件进行冷却，具体为，冷却管道42绕设两电力电子变压塔32、DC/DC降压模块38及固态开关37处，即两电力电子变压塔32、DC/DC降压模块38及固态开关37采用强迫水冷冷却的方式进行冷却降温，各冷却管道42的两端分别与供水装置41连通，供水装置41由各冷却管道42的一端向冷却管道42的内部供水，且冷却管道42内的水通过冷却管道42的另一端流回至供水装置41中，如此实现冷却水循环使用。
作为优选，如图1所示，本发明提供的多端口电力电子变压器，其中，集装箱1的侧壁上开设有多个通风口5，各通风口5处分别设有轴流风机和/或滤网51，且其中至少一通风口5开设于与DC/AC逆变模块39相对应的位置处，即DC/AC逆变模块39采用风冷冷却的方式进行冷却降温。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
本发明提供的多端口电力电子变压器，将电力电子变压装置的各组成部件、控制柜及冷却系统均安装于集装箱内，能有效提高多端口电力电子变压器的集成度，同时，电力电子变压装置具有多个连接端口能满足多种规格要求，能有效提高多端口电力电子变压器的兼容性。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种多端口电力电子变压器，其特征在于，所述多端口电力电子变压器包括集装箱，所述集装箱的内部设有控制柜、电力电子变压装置及冷却系统，所述控制柜分别与所述电力电子变压装置、所述冷却系统信号连接，所述冷却系统环绕所述电力电子变压装置设置，所述电力电子变压装置形成有多个连接端口，所述集装箱上对应各所述连接端口开设有多个开口，所述集装箱的侧壁上开设有多个通风口；
所述电力电子变压装置包括两组电力电子变压塔，所述电力电子变压塔为三相电力电子变压塔，所述电力电子变压塔包括三相纵向间隔排列设置的电力电子变压模块，每相所述电力电子变压模块均包括多个电力电子变压子单元，各所述电力电子变压子单元均具有AC端子和DC端子，每相所述电力电子变压模块的各所述电力电子变压子单元的所述AC端子串联相接，且三相所述电力电子变压模块的各所述电力电子变压子单元的所述DC端子并联相接。
2.根据权利要求1所述的多端口电力电子变压器，其特征在于，所述电力电子变压装置还包括交流启动模块、第一连接端口、第二连接端口、第三连接端口及第四连接端口，所述第一连接端口与所述交流启动模块串联相接，两组所述电力电子变压塔并联设置，所述交流启动模块分别与两组所述电力电子变压塔串联相接，所述第二连接端口、所述第三连接端口及所述第四连接端口并联设置，两组所述电力电子变压塔分别与所述第二连接端口、所述第三连接端口及所述第四连接端口串联相接。
3.根据权利要求2所述的多端口电力电子变压器，其特征在于，所述第二连接端口与两组所述电力电子变压塔之间串联设有固态开关。
4.根据权利要求2所述的多端口电力电子变压器，其特征在于，所述第三连接端口与两组所述电力电子变压塔之间串联设有DC/DC降压模块。
5.根据权利要求4所述的多端口电力电子变压器，其特征在于，所述第四连接端口与两组所述电力电子变压塔之间串连设有DC/AC逆变模块。
6.根据权利要求5所述的多端口电力电子变压器，其特征在于，所述电力电子变压装置还包括直流启动模块，所述直流启动模块分别与所述DC/DC降压模块、所述DC/AC逆变模块电连接。
7.根据权利要求2～6任一项所述的多端口电力电子变压器，其特征在于，所述第一连接端口为10kV交流端口，所述第二连接端口为±750V直流端口，所述第三连接端口为±375V直流端口，所述第四连接端口为380V交流端口。
8.根据权利要求1所述的多端口电力电子变压器，其特征在于，所述冷却系统包括供水装置及多根冷却管道，各所述冷却管道绕设于所述电力电子变压装置的周围和/或穿设于所述电力电子变压装置的内部，且各所述冷却管道的两端分别与所述供水装置连通，所述供水装置由各所述冷却管道的一端向所述冷却管道的内部供水，且所述冷却管道内的水通过所述冷却管道的另一端流回至所述供水装置中。
9.根据权利要求1或8所述的多端口电力电子变压器，其特征在于，各所述通风口处分别设有轴流风机和/或滤网。
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