CN110571841A - 变频输电系统 - Google Patents

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蔡清希
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吴颖晖
许楚航
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Abstract

本申请提出了变频输电系统，包括新能源发电基地，用于向交流电网提供电能，并根据包括气象、环境、距离在内的环境条件，定压定频或定压变频运行；第一隔离装置，与所述新能源发电基地连接；第二隔离装置，与所述交流电网连接；AC‑AC变频装置，其输入端与所述第一隔离装置连接，其输出端与所述第二隔离装置连接，输电线缆，与所述新能源发电基地和所述第一隔离装置连接。可以对偏远地区或多个海岛间供电进行输电改造，可以增大输送容量，降低线路损耗，加大输送距离，节省改造成本，降低施工难度，并且利用第一隔离装置和第二隔离装置对输电线路中的低频放电进行电气隔离，可以确保低频输电的安全性。

Description

变频输电系统
技术领域
本发明属于供电领域，尤其涉及变频输电系统。
背景技术
能源是经济社会发展的重要物质基础，加快建立安全可靠、经济高效、清洁环保的现代能源供应体系，已成为世界各国共同的战略目标。为了有效解决能源枯竭和环境污染问题，发展新能源已成为应对能源安全、环境污染、气候变化三大挑战，实现人类社会可持续发展的必由之路。风力发电是新能源发电技术中最成熟、最具规模化开发条件的发电方式之一。有些地区风电资源分布和负荷中心呈逆向分布，需要通过大容量远距离输电来实现资源的优化配置。
目前现有的输电系统，在远距离输电的过程中，由于在海上风电并网、城市供电等场合中普遍采用电缆输电，电缆存在着明显的电容效应，电缆或电气设备往往存在一些放电现象，导致输电系统的绝缘性能降低，不利于进行安全输电。
发明内容
为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本发明提出了变频输电系统，能够克服现有技术中的输电系统在远距离输电的过程中，电缆或电气设备往往存在一些放电现象，导致输电系统的绝缘性能降低，不利于进行安全输电。
为此，本发明实施例提供的变频输电系统包括：
新能源发电基地，包括使用风能、水力、太阳能在内的新能源进行发电的发电设备，用于向交流电网提供电能，并根据包括气象、环境、距离在内的环境条件，定压定频或定压变频运行；
第一隔离装置，与所述新能源发电基地连接；
第二隔离装置，与所述交流电网连接；
AC-AC变频装置，其输入端与所述第一隔离装置连接，其输出端与所述第二隔离装置连接，用于将所述新能源发电基地的第一频率三相电压转换为第二频率三相电压，所述第一频率根据环境条件挑选，第一频率小于第二频率，第二频率为工频频率，根据输电需求确定；
输电线缆，与所述新能源发电基地和所述第一隔离装置连接。
可选的，所述第一隔离装置和所述第二隔离装置包括双绕组变压器和三绕组变压器；
所述双绕组变压器包括第一连接结构和第二连接结构，所述三绕组变压器包括第三连接结构和第四连接结构。
可选的，所述双绕组变压器的原边绕组采用星型连接，且所述原边绕组的中性点接地，所述双绕组变压器的副边绕组采用三角形连接，构成所述第一连接结构。
可选的，所述双绕组变压器的原边绕组采用三角形连接，所述双绕组变压器的副边绕组采用星型连接，且所述副边绕组的中性点接地，构成所述第二连接结构。
可选的，所述三绕组变压器的第一绕组采用星型连接，且所述第一绕组的中性点接地，所述三绕组变压器的第二绕组采用星型连接，所述三绕组变压器的第三绕组作为平衡绕组，构成所述第三连接结构。
可选的，所述三绕组变压器的第一绕组采用星型连接，且所述第一绕组的中性点接地，所述三绕组变压器的第二绕组采用星型连接，且所述第二绕组的中性点接地，所述三绕组变压器的第三绕组作为平衡绕组，构成所述第四连接结构
可选的，所述AC-AC变频装置包括AC-AC变频器和开关组；
其中，所述AC-AC变频器的输入端与所述第一隔离装置连接，所述AC-AC变频器的输出端与所述第二隔离装置连接。
可选的，所述AC-AC变频器包括至少一组变频模块，所述变频模块包括三个变频单元，所述变频单元的输入端与所述第一隔离装置连接，所述变频单元的输出端与所述第二隔离装置连接。
可选的，所述变频单元包括三个变频桥臂，每个所述变频桥臂均包括电感和H桥，所述电感的第一端与H桥的第一端连接，所述电感的第二端作为所述变频桥臂的输入端，所述H桥的第二端作为所述变频桥臂的输出端；
所述三个变频桥臂的输入端分别与所述新能源发电基地输出端的A相、B相和C相连接，所述三个变频桥臂的输出端与所述开关组连接。
可选的，所述新能源发电基地包括海上风力发电站。
本发明实施例技术方案，具有如下优点：
利用新能源发电基地向交流电网进行低频输电的过程中，可以对输电线缆发生的低频放电进行电气隔离，进而增强低频输电的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例中变频输电系统的第一结构框图；
图2A为本发明实施例中隔离装置的第一结构示意图；
图2B为本发明实施例中隔离装置的第二结构示意图；
图2C为本发明实施例中隔离装置的第三结构示意图；
图2D为本发明实施例中隔离装置的第四结构示意图；
图3为本发明实施例中AC-AC变频装置的电路结构示意图；
图4为本发明实施例中变频输电系统的第一电路结构示意图；
图5为本发明实施例中变频输电系统的第二电路结构示意图；
图6为本发明实施例中变频输电系统的第二结构框图。
附图标记：
1-新能源发电基地； 2-输电线缆； 3-第一隔离装置；
4-AC-AC变频装置； 41-AC-AC变频器； 411-变频单元；
4111-电感； 4112-H桥； 42-开关组；
421-第一组开关； 5-第二隔离装置； 351-第一连接结构；
352-第二连接结构； 353-第三连接结构； 354-第四连接结构；
6-交流电网； 7-升压变压器； 8-滤波装置。
具体实施方式
为使本发明的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的结构作进一步地描述。
实施例一
本发明实施例提供一种输电系统，如图1所示，包括：
新能源发电基地1，用于向交流电网6提供电能。此处的新能源发电基地1可以由多个海上风力发电站构成，可以将多个风力发电站产生的电能从海上进行低频传输至岸上的交流电网6中。
第一隔离装置3，与新能源发电基地1连接，第二隔离装置5，与交流电网6连接。此处的第一隔离装置3和第二隔离装置5可以为双绕组变压器和三绕组变压器，其中，双绕组变压器包括第一连接结构351和第二连接结构352，三绕组变压器包括第三连接结构353和第四连接结构354。
在一具体实施例中，在图2A中，第一连接结构351由双绕组变压器的原边绕组采用星型连接，且原边绕组的中性点接地，双绕组变压器的副边绕组采用三角形连接构成。即当双绕组变压器采用第一连接结构351进行绕组连接时，为Y/△连接，其中原边绕组的中性点接地，通过此种方式连接双绕组变压器的绕组，可以使得双绕组变压器的隔离性能增加，进而增强输电系统进行低频输电的安全性。
在一具体实施例中，如图2B所示，第二连接结构352由双绕组变压器的原边绕组采用三角形连接，双绕组变压器的副边绕组采用星型连接，且副边绕组的中性点接构成。即当双绕组变压器采用第二连接结构352进行绕组连接时，为△/Y连接，其中副边绕组的中性点接地，通过此种方式连接双绕组变压器的绕组，也可以使得双绕组变压器的隔离性能增加，进而增强输电系统进行低频输电的安全性。
在一具体实施例中，如图2C所示，第三连接结构353由三绕组变压器的第一绕组采用星型连接，且第一绕组的中性点接地，三绕组变压器的第二绕组采用星型连接，三绕组变压器的第三绕组作为平衡绕组，构成第三连接结构353。即当三绕组变压器采用第三连接结构353进行绕组连接时，为,其中，第一绕组的中性点接地，通过此种方式连接双绕组变压器的绕组，也可以使得三绕组变压器的隔离性增加，进而增强输电系统进行低频输电的安全性。
在一具体实施例中国，如图2D所示，第四连接结构354由三绕组变压器的第一绕组采用星型连接，且第一绕组的中性点接地，三绕组变压器的第二绕组采用星型连接，且第二绕组的中性点接地，三绕组变压器的第三绕组作为平衡绕组。即当三绕组变压器采用第四连接结构354时，为，其中第一绕组和第二绕组的中性点都接地，通过此种方式连接双绕组变压器的绕组，也可以使得三绕组变压器的隔离性增加，进而增强输电系统进行低频输电的安全性。
AC-AC变频装置4，其输入端与第一隔离装置3连接，其输出端与第二隔离装置5连接，用于将新能源发电基地1的第一频率三相电压转换为第二频率三相电压，此处的新能源发电基地1通常为海上风电站，其输出的频率为低频，故第一频率小于第二频率。AC-AC变频装置4，用于将新能源发电基地输出的第一频率的三相电压转换为第二频率的三相电压，第一频率小于第二频率。本实施例中的输电系统应用于大容量长距离输电，第一频率和第二频率的范围根据实际应用确定，第一频率的优选范围为50/3Hz的低频输电频率，第二频率小于等于75Hz，第一频率只要小于第二频率即可，如第二频率为60Hz，第一频率可以为小于60Hz的任一频率。在本实施例中，由于我国电网的工频频率为50Hz，故第二频率经过变频后为50Hz；第一频率设置为50/3Hz；随着输电频率增加，线缆电流增加，绝缘性能随之下降，在综合考虑其绝缘和成本等多种因素的影响后采用50/3Hz的低频输电频率，这样设置可以增加3倍传输容量，降低线路阻抗、增加传输距离。在本实施例中，如图3所示，在交流电网6侧包括一个AC-AC变频装置4。如图3所示，新能源发电基地的三相电压分别表示为A相电压VA、B相电压VB和C相电压VC，上述三相电压的相位差为120度；转换后的三相电压分别表示为第一电压VMA、第二电压VMB和第三电压VMC，上述三相电压的相位差为120度。在本实施例中，新能源发电基地1通常建设在海岛上，通过汇集各个风电站的风能，将风能转变为电能向海岸上的交流电网6低频输出电能。
在本实施例中，在图3中，AC-AC变频装置4包括AC-AC变频器41和开关组42，其中，AC-AC变频器41的输入端通过第一隔离装置3、输电线缆2与新能源发电基地1连接。在图3中，本发明实施例中的AC-AC变频器41的输出端通过开关组42与第二隔离装置5连接，开关组42设置于AC-AC变频器41的输出端和第二隔离装置5之间，这样设置一方面便于新能源发电基地1与交流电网6之间进行低频输电。开关组42中的开关导通则新能源发电基地1通过第一隔离装置3接入输电系统，另一方面当第一隔离装置3与新能源发电基地1之间的输电线缆2出现故障时，断开开关组42中的开关即可使得输电线缆2与新能源发电基地1断开，便于输电线缆2的维护与检修。开关组42按照系统保护、检修等需求分配即可。在本实施例中，开关组42包括至少一组开关，每一组开关包括三个开关，其中的每一个开关均包括断路器以及设置于断路器两端的隔离开关，即断路器的输入端与一个隔离开关连接，断路器的输出端再与一个隔离开关连接，开关的具体个数根据实际需要合理设置即可。在其它具体的实施方式中，本实施例中的开关组42还可以包括三组开关。
如图4所示，AC-AC变频器41包括至少一组变频模块，变频模块包括三个变频单元411，变频单元411的输入端通过第一隔离装置3与新能源发电基地1连接，变频单元411的输出端与开关组42连接，开关组42通过第二隔离装置5与交流电网6连接.在本实施例中，如图4所示，AC-AC变频器41包括一组变频模块，变频模块包括三个变频单元411，变频单元411包括三个变频桥臂，每个变频桥臂均包括电感4111和H桥4112，电感4111的第一端与H桥4112的第一端连接，电感4111的第二端作为变频桥臂的输入端，H桥4112的第二端作为变频桥臂的输出端；三个变频桥臂的输入端分别与通过第一隔离装置3与新能源发电基地1的A相、B相和C相连接，三个变频桥臂的输出端与一开关组42连接。AC-AC变频器41含有9个由级联H桥4112模块组成的桥臂，从中性点引出三相低频交流。
H桥4112包括至少一个全控型H桥4112，在本实施例中，在图4中，H桥4112包括一个全控型H桥4112，全控型H桥4112包括两组电力电子器件桥臂和直流电容，两组电力电子器件桥臂并联连接，每一个电力电子器件桥臂均包括串联的两个电力电子器件，直流电容与电力电子器件桥臂并联连接；电力电子器件包括绝缘栅双极型晶体管(IGBT)和与IGBT并联连接的反压二极管。当然，在其它实施例中，电力电子器件还可以为金属(metal)-氧化物(oxide)-半导体(semiconductor)场效应晶体管(MOS)管或者双极型晶体管(BipolarJunction Transistor，缩写为BJT)等，根据需要合理设置即可。由于一个全控型H桥4112所能承受的电压等级有限，而交流电网6的电压较高，故需要多个全控型H桥4112进行级联，在其它实施方式中，可根据需要合理设置全控型H桥4112的级联个数。
在图4中，一组变频模块便可将第一频率三相电压转换为一个第二频率三相电压，第二频率三相电压经过开关组42、第一隔离装置3连接至交流电网6。当与变频模块连接的开关组42包括一组开关时，一组变频模块连接一个交流系统的交流电网6上，则AC-AC变频器41连接一个交流电网6。
当然，在其它实施例中，AC-AC变频器41可包括多组变频模块，一个新能源发电基地1可连接多组变频模块。例如：AC-AC变频器41包括两组变频模块，即两组变频模块并联连接。当每个变频模块的开关组4212包括一组开关时，故每组变频模块连接一个交流系统的交流电网6，AC-AC变频器41连接两个交流系统的交流电网6，新能源发电基地1可以向两个交流系统的交流电网6进行低频输电，如图5所示。当每个变频模块的开关组42包括至少两组开关时，每组变频模块连接至少两个第二交流系统的交流电网6，这样新能源发电基地1可连接多个交流系统的交流电网6。
输电线缆2，与新能源发电基地1和第一隔离装置3连接。通过输电线缆2将新能源发电基地1与交流电网6建立连接，将新能源发电基地1输出的电能传输至交流电网6中。
本发明实施例中的输电系统，通过AC-AC变频装置4将新能源发电基地1的第一频率三相电压转换为第二频率三相电压，第一频率小于第二频率；之后经过输电线缆2传输至交流电网6，该输电系统通过采用低于第二频率的输电频率成倍提升线路的输送容量，提高了传输距离。此外，在低频传输的过程中，进一步降低生产成本。通过在变频装置4的两侧分别设置第一隔离装置3和第二隔离装置5，且第一隔离装置3和第二隔离装置5分别采用不同连接结构形式的变压器，可以增强低频输电的隔离特性，进而增强低频输电的安全性。
作为一种优选的实施方式，本实施例中的输电系统，如图6所示，还包括滤波装置8，该滤波装置8的输入端与第二隔离装置5连接，其输出端与交流电网连6接。滤波装置8可以由RC电路构成或RLC电路构成，由于海上风电并网、城市供电等场合中普遍采用电缆输电，电缆存在着明显的电容效应，即使对低频输电进行了变频处理，但变频后的电压依然还会存在杂波的干扰，通过滤波装置8可以对杂波电压进行滤波处理，使得低频电压稳定输出到交流电网6中，可直接便于居民正常使用。
本发明实施例中的输电系统，如图6所示，还包括升压变压器7，设置在新能源发电基地1和第一隔离装置3之间，该升压变压器7的低压侧与新能源发电基地1连接，该升压变压器7的高压侧通过输电线缆2与第一隔离装置3连接。例如：新能源发电基地1的交流电压为220V,通过升压变压器7可以将220V的三相交流电压升压到10kV，然后经过第一隔离装置3进行隔离后，利用变频装置4转换成成三相电压，采用高电压输电线路进行低频传输，高电压输电降低因电流产生的热损耗和降低远距离输电的材料成本。当然，在其它实施例中，升压变压器7也可以升压至不同的电压，如500kV或者750kV，根据需要合理设置即可。
本发明实施例中的输电系统，可以对偏远地区或多个海岛间供电进行输电改造，可以增大输送容量，降低线路损耗，加大输送距离，节省改造成本，降低施工难度，并且利用第一隔离装置3和第二隔离装置5对输电线路中的低频放电进行电气隔离，可以确保低频输电的安全性。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.变频输电系统，其特征在于，包括：
新能源发电基地，包括使用风能、水力、太阳能在内的新能源进行发电的发电设备，用于向交流电网提供电能，并根据包括气象、环境、距离在内的环境条件，定压定频或定压变频运行；
第一隔离装置，与所述新能源发电基地连接；
第二隔离装置，与所述交流电网连接；
AC-AC变频装置，其输入端与所述第一隔离装置连接，其输出端与所述第二隔离装置连接，用于将所述新能源发电基地的第一频率三相电压转换为第二频率三相电压，所述第一频率根据环境条件挑选，第一频率小于第二频率，第二频率为工频频率，根据输电需求确定；
输电线缆，与所述新能源发电基地和所述第一隔离装置连接。
2.根据权利要求1所述的变频输电系统，其特征在于，所述第一隔离装置和所述第二隔离装置包括双绕组变压器和三绕组变压器；
所述双绕组变压器包括第一连接结构和第二连接结构，所述三绕组变压器包括第三连接结构和第四连接结构。
3.根据权利要求2所述的变频输电系统，其特征在于，所述双绕组变压器的原边绕组采用星型连接，且所述原边绕组的中性点接地，所述双绕组变压器的副边绕组采用三角形连接，构成所述第一连接结构。
4.根据权利要求2所述的变频输电系统，其特征在于，所述双绕组变压器的原边绕组采用三角形连接，所述双绕组变压器的副边绕组采用星型连接，且所述副边绕组的中性点接地，构成所述第二连接结构。
5.根据权利要求2所述的变频输电系统，其特征在于，所述三绕组变压器的第一绕组采用星型连接，且所述第一绕组的中性点接地，所述三绕组变压器的第二绕组采用星型连接，所述三绕组变压器的第三绕组作为平衡绕组，构成所述第三连接结构。
6.根据权利要求2所述的变频输电系统，其特征在于，所述三绕组变压器的第一绕组采用星型连接，且所述第一绕组的中性点接地，所述三绕组变压器的第二绕组采用星型连接，且所述第二绕组的中性点接地，所述三绕组变压器的第三绕组作为平衡绕组，构成所述第四连接结构。
7.根据权利要求2所述的变频输电系统，其特征在于，所述AC-AC变频装置包括AC-AC变频器和开关组；
其中，所述AC-AC变频器的输入端与所述第一隔离装置连接，所述AC-AC变频器的输出端与所述第二隔离装置连接。
8.根据权利要求2所述的变频输电系统，其特征在于，所述AC-AC变频器包括至少一组变频模块，所述变频模块包括三个变频单元，所述变频单元的输入端与所述第一隔离装置连接，所述变频单元的输出端与所述第二隔离装置连接。
9.根据权利要求8所述的变频输电系统，其特征在于，所述变频单元包括三个变频桥臂，每个所述变频桥臂均包括电感和H桥，所述电感的第一端与H桥的第一端连接，所述电感的第二端作为所述变频桥臂的输入端，所述H桥的第二端作为所述变频桥臂的输出端；
所述三个变频桥臂的输入端分别与所述新能源发电基地输出端的A相、B相和C相连接，所述三个变频桥臂的输出端与所述开关组连接。
10.根据权利要求1所述的变频输电系统，其特征在于，所述新能源发电基地包括海上风力发电站。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021004479A1 (zh) * 2019-07-10 2021-01-14 国网浙江省电力有限公司台州供电公司 变频输电系统
CN112803417A (zh) * 2021-04-06 2021-05-14 全球能源互联网研究院有限公司 一种输电系统
CN113381415A (zh) * 2021-07-13 2021-09-10 全球能源互联网研究院有限公司 低频输电调压方法、系统及电子设备

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113098295A (zh) * 2021-04-07 2021-07-09 全球能源互联网研究院有限公司 一种交交变换器
CN115425656A (zh) * 2022-09-06 2022-12-02 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 一种不同电网供区的低频互联系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104410063A (zh) * 2014-03-21 2015-03-11 南车株洲电力机车研究所有限公司 一种级联型统一电能质量调节系统
CN206272496U (zh) * 2016-12-07 2017-06-20 山东艾诺仪器有限公司 一种能量回馈型电网模拟电源
CN108649577A (zh) * 2018-06-19 2018-10-12 全球能源互联网研究院有限公司 一种输电系统
CN208078634U (zh) * 2018-04-27 2018-11-09 北京金风科创风电设备有限公司 偏磁抑制装置和系统
CN106463968B (zh) * 2014-08-04 2019-05-31 阳光电源股份有限公司 一种光伏并网逆变器的保护系统及方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7042110B2 (en) * 2003-05-07 2006-05-09 Clipper Windpower Technology, Inc. Variable speed distributed drive train wind turbine system
CN101171741B (zh) * 2005-04-27 2010-06-09 株式会社安川电机 功率变换装置
CN1967961A (zh) * 2006-10-24 2007-05-23 西安交通大学 低频风力发电机群并入电网的方法
EP1976105B1 (en) * 2007-03-30 2011-09-21 Alstom Technology Ltd Active generator control sequence
US8259474B2 (en) * 2007-05-16 2012-09-04 Otis Elevator Company Pulse width modulation control of a matrix converter
US9178456B2 (en) * 2010-04-06 2015-11-03 Ge Energy Power Conversion Technology, Ltd. Power transmission systems
JP6018934B2 (ja) * 2013-01-25 2016-11-02 株式会社日立製作所 電力変換装置
US9520801B1 (en) * 2015-08-12 2016-12-13 General Electric Company Method and system for a gas tube switch-based voltage source high voltage direct current transmission system
CN105762824B (zh) * 2016-03-10 2017-11-24 南京南瑞继保电气有限公司 一种混合直流输电系统控制方法及装置
CN105790276A (zh) * 2016-04-07 2016-07-20 上海电机学院 一种基于vsc的海上分频输电系统及方法
CN206807004U (zh) * 2017-06-12 2017-12-26 大唐环境产业集团股份有限公司 一种风电场的接地变压器
CN107480875B (zh) * 2017-08-02 2021-06-22 华北电力大学 一种海上分频电缆输电系统配置方案选取方法
CN109787239B (zh) * 2019-02-27 2020-11-10 西安交通大学 潮流模型和多频率交流混联系统的交替迭代潮流计算方法及系统
CN110571841A (zh) * 2019-07-10 2019-12-13 台州宏达电力建设有限公司台州经济开发区运检分公司 变频输电系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104410063A (zh) * 2014-03-21 2015-03-11 南车株洲电力机车研究所有限公司 一种级联型统一电能质量调节系统
CN106463968B (zh) * 2014-08-04 2019-05-31 阳光电源股份有限公司 一种光伏并网逆变器的保护系统及方法
CN206272496U (zh) * 2016-12-07 2017-06-20 山东艾诺仪器有限公司 一种能量回馈型电网模拟电源
CN208078634U (zh) * 2018-04-27 2018-11-09 北京金风科创风电设备有限公司 偏磁抑制装置和系统
CN108649577A (zh) * 2018-06-19 2018-10-12 全球能源互联网研究院有限公司 一种输电系统

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021004479A1 (zh) * 2019-07-10 2021-01-14 国网浙江省电力有限公司台州供电公司 变频输电系统
CN112803417A (zh) * 2021-04-06 2021-05-14 全球能源互联网研究院有限公司 一种输电系统
CN113381415A (zh) * 2021-07-13 2021-09-10 全球能源互联网研究院有限公司 低频输电调压方法、系统及电子设备

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