柔性多状态开关装置、多状态切换方法及交流系统与流程

1.本技术涉及电力电子变流技术领域，具体而言，涉及一种柔性多状态开关装置、多状态切换方法及交流系统。


背景技术：

2.柔性多状态开关利用电力电子换流器灵活可控的优点，来提升电力系统的运行灵活性。目前，已有的柔性多状态开关装置以电压源换流器为基础，采用共高压直流母线或子模块直流母线技术，连接两端或多端电力系统，实现交流系统的合环运行和潮流控制功能，对电网的安全、稳定、灵活运行发挥重要作用。
3.在一般情况下，当电压源换流器采用并联方式接入系统时，设备端口需要承受全部电压。而在配电网应用时，存在器件耐压不足、子模块众多、占地大等缺点。
4.在另一种分布式潮流控制器中，电压源换流器采用串联方式接入系统时，可以简单的用绝缘子获取足够的对地绝缘，降低工作时端口的电压，减少器件个数。
5.但电压源换流器采用串联方式接入系统时，存在两个问题：
6.一是由于缺乏稳定的供能单元，系统只能提供无功功率，利用系统阻抗的改变来调节潮流，起不到柔性开关的作用。
7.二是取能问题限制技术发展；现有技术中的取能采用线路电流互感器取能，当线路电流较小时，无法获得足够的能量使主控制单元工作，串联于线路的装置不能被感知和监控，影响系统运行的灵活性。
8.因此，需要一种柔性多状态开关装置、多状态切换方法及交流系统，可以实现柔性合环、电压调节，潮流调节的功能。
9.在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本技术的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。


技术实现要素：

10.本技术提出一种柔性多状态开关装置、多状态切换方法及交流系统，可以实现柔性合环、电压调节，潮流调节的功能。
11.根据本技术的一方面，提出一种柔性多状态开关装置，所述开关装置包括换流链、第一旁路开关、供能单元和取能单元，其中：
12.所述换流链包括n个子模块，n为大于等于1的整数；所述子模块包括功率单元、直流电容和主控制单元，所述功率单元的直流端电连接所述直流电容；所述控制模块控制所述功率单元；
13.各子模块的功率单元的交流端串联连接；
14.所述第一旁路开关，与所述换流链并联；
15.所述供能单元包括整流单元，输出直流为所述子模块的所述直流电容和/或所述主控制单元供能；
16.所述取能单元包括p个隔离变压器和/或k个电流互感器，p个所述隔离变压器包括m个副边绕组，1≤p≤m≤n，k＝1或n；p个所述隔离变压器的原边绕组连接交流电源，m个所述副边绕组与m个所述子模块供能单元连接或经过导线短路构成m个短路环；
17.所述电流互感器的原边绕组环绕所述开关装置的对外连接线路或所述短路环，副边绕组与所述子模块的所述供能单元电连接；
18.与所述隔离变压器或所述电流互感器副边绕组电连接的所述子模块定义为供能子模块，用于向其他子模块供能。
19.根据一些实施例，所述功率单元为全桥电路，包括功率半导体器件；
20.所述功率单元的交流端并联有子模块保护旁路开关和/或晶闸管；
21.所述全桥电路的直流侧并联或通过dc/dc变换器并联电池或/和超级电容或/和光伏发电单元；
22.所述电池或/和超级电容或/和光伏发电单元串联接触器或/和熔丝。
23.根据一些实施例，所述子模块保护旁路开关在所述开关装置预充电前和/或后均处于分断状态；
24.所述子模块发生故障时，所述子模块保护旁路开关闭合，并且采用机械保持或磁保持。
25.根据一些实施例，所述隔离变压器为逐级串联连接的多级变压器，原边绕组连接交流电源；
26.所述短路环短接多级变压器任一级副边绕组的输出端；
27.所述隔离变压器的绝缘水平不低于所述柔性多状态开关装置对地绝缘水平。
28.根据一些实施例，所述开关装置还包括：
29.第一隔断开关，与所述换流链串联连接；
30.包括所述换流链和所述第一隔断开关的串联支路与所述第一旁路开关并联连接。
31.根据一些实施例，所述开关装置还包括：
32.第二旁路开关，所述第二旁路开关并联在所述换流链两端。
33.根据一些实施例，所述第二旁路开关为机械开关或半导体器件。
34.根据一些实施例，所述开关装置还包括：
35.跨接非线性电阻和/或晶闸管串，并联在所述换流链交流端；
36.所述晶闸管串允许流过双向电流，在承受电压超过器件击穿门槛值时导通。
37.根据一些实施例，所述开关装置还包括对地非线性电阻，所述对地非线性电阻一端连接所述换流链交流端，另一端接地。
38.根据一些实施例，所述开关装置包括以下状态：
39.开路状态，所述第一旁路开关分闸，所述第一隔断开关分闸；
40.短路状态，所述第一旁路开关合闸；
41.预充电状态，所述第一隔断开关分闸，所述第二旁路开关合闸；
42.就绪状态，所述第一隔断开关合闸，所述第二旁路开关分闸，所述换流链预充电完成；
43.柔性连接状态，所述第一旁路开关分闸，所述第一隔断开关合闸，所述第二旁路开关分闸，所述换流链预充电完成且输出电压uc∠β，电压幅值uc和相角β手动或自动调节。
44.根据本技术的另一方面，提出一种前文所述的柔性多状态开关装置的多状态切换方法，包括：
45.所述预充电状态独立完成；
46.所述就绪状态的前提条件是所述预充电状态完成；
47.所述开路状态和所述短路状态相互切换，操作所述第一旁路开关分合闸；
48.所述开路状态和所述就绪状态相互切换，操作所述第一隔离开关分合闸；
49.所述短路状态和所述就绪状态相互切换，操作所述第一隔离开关分合闸；
50.所述就绪状态和所述柔性连接状态相互切换，所述换流链解闭锁。
51.根据一些实施例，所述预充电状态独立完成，包括：
52.分断所述第一隔断开关；
53.合所述第二旁路开关；
54.所述隔离变压器原边绕组交流电源上电，所述供能子模块的所述直流电容充电，到达启动阈值后，所述供能子模块的所述主控制单元启动；
55.控制所述供能子模块的所述功率单元的交流端口输出直流电压，为其他所述子模块的所述直流电容充电，到达启动阈值后，所述子模块的所述主控制单元启动；
56.循环控制部分所述子模块功率单元的交流端输出零电平，使所有所述子模块的直流电容电压达到额定值。
57.根据本技术的另一方面，提出一种柔性交流系统，包括如前文中任一项所述的柔性多状态开关装置，包括：
58.母线合环柔性交流系统，所述柔性多状态开关装置连接在不同交流母线之间，补偿所连接的交流母线之间的幅值或/和相位差，实现不同交流母线合环运行或倒闸操作；
59.电压补偿柔性交流系统，所述柔性多状态开关装置串联连接在上级供电电源与下级供电电源或负载或变流器之间，通过调节柔性补偿开关的输出电压，改善下级供电电源或负载电压的电能质量或/和运行特性；
60.潮流调节柔性交流系统，所述柔性多状态开关装置串联连接在输电线路中，通过调节柔性潮流开关的输出电压或阻抗，改变输电线路的功率潮流分布。
61.根据示例实施例，本技术具有以下有益效果中的一个或多个：
62.(1)本技术提出一种柔性多状态开关装置，以串联换流器的方式实现了多状态开关的功能，在设备成本、体积等方面相对传统方案具有巨大优势。
63.(2)本技术解决串联设备的低电位取能问题，供能单元由线路电流互感器或隔离变流器的组合取能方式，装置可以实现单套取能设备为整个换流链充电，提升可靠性、节约投资。
64.(3)本技术增加隔断开关和多重旁路开关，提出多状态的转化方法，适应了串联设备的安全需求，装置短路状态下安全完成换流链的预充电过程，可靠的保证装置多个状态的转换。
65.(4)本技术还提出一种预充电方法，当单个子模块先获得能量后，成为供能子模块，通过控制隔断开关和旁路开关的分合，构成供能回路，供能子模块可以通过供能回路向其他子模块充电，实现子模块之间的交叉取能，这种方式的优势在于：一方面降低成本，无需为每个子模块提供一对一的供能回路；另一方面，提高装置的可靠性，当配置大于1个的
供能子模块时，由于各个子模块之间可以相互充电，当其中一个供能子模块故障或供能子模块自身故障时，可以从其他的供能子模块取能，实现多重冗余。
66.(5)本技术还提出基于柔性多状态开关装置的电网系统，电网系统可实现母线柔性合环，电压暂降补偿以及潮流调节功能，充分利用柔性多状态开关装置可快速调节输出电压幅值和相位的功能，改善电网系统的电能质量和运行特性。
67.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本技术。
附图说明
68.通过参照附图详细描述其示例实施例，本技术的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。下面描述的附图仅仅是本技术的一些实施例，而不是对本技术的限制。
69.图1a-图1d示出示例性的柔性多状态开关装置的实施例；
70.图2示出示例性的柔性多状态开关装置又一实施例；
71.图3示出示例性的柔性多状态开关装置又一实施例；
72.图4示出示例性的柔性多状态开关装置又一实施例；
73.图5示出一示例性实施例的柔性多状态开关装置的多状态切换方法；
74.图6示出一示例性实施例的柔性多状态开关装置的预充电状态的流程示意图；
75.图7示出一示例性实施例的预充电电流回路的示意图；
76.图8示出一示例性实施例的柔性交流系统的示意图；
77.图9a示出一示例性实施例的柔性多状态开关装置电压关系向量示意图；
78.图9b示出一示例性的柔性多状态开关装置电压关系向量示意图的又一实施例。
具体实施方式
79.现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本技术将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
80.所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有这些特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方式、组元、材料、装置等。在这些情况下，将不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作。
81.附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
82.本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包
括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
83.本领域技术人员可以理解，附图只是示例实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本技术所必须的，因此不能用于限制本技术的保护范围。
84.下面描述本技术的装置实施例，其可以用于执行本技术方法实施例。对于本技术装置实施例中未披露的细节，可参照本技术方法实施例。
85.图1a-图1d示出示例性的柔性多状态开关装置的实施例。
86.如图1a所示，柔性多状态开关装置包括换流链1、供能单元3、取能单元4和第一旁路开关6。换流链1包括n个子模块2，n≥1，子模块2包括功率单元和直流电容，功率单元的直流端电连接直流电容，子模块2的功率单元的交流端依次串联连接，串联连接的两端定义为换流链交流端；子模块2还包括主控制单元(图中未示出)，控制功率单元工作。
87.根据一些实施例，功率单元可以为功率半导体器件构成的全桥电路；功率单元的交流端口还并联子模块保护旁路开关和/或晶闸管。但本技术不限于此。
88.根据一些实施例，全桥电路直流侧还并联或通过dc/dc变换器并联电池或/和超级电容或/和光伏发电单元；电池或/和超级电容或/和光伏发电单元支路串联接触器或/和熔丝。
89.根据一些实施例，子模块保护旁路开关在装置预充电前/后均处于分断状态，在子模块发生故障时闭合，并且采用机械保持或磁保持。
90.根据示例实施例，供能单元3包括整流单元，输出直流为子模块直流电容和/或主控制单元供能，整流单元包括不控整流或可控整流回路。
91.根据示例实施例，取能单元4包括p个隔离变压器或/和k个电流互感器，p个隔离变压器有m个副边绕组，1≤p≤m≤n，k＝1或k＝n。
92.根据一些实施例，隔离变压器为逐级串联连接的多级变压器，原边连接低压交流电源。
93.根据一些实施例，隔离变压器的绝缘水平不低于柔性多状态开关装置对地绝缘水平。
94.根据一些实施例，p个隔离变压器的原边连接交流电源，m个副边绕组与m个子模块供能单元连接或经过导线短路构成m个短路环。
95.根据一些实施例，短路环短接多级变压器任一级副边的输出端。
96.根据一些实施例，电流互感器3的原边绕组环绕装置的对外连接线路或短路环，副边与子模块供能单元连接。
97.根据示例实施例，与隔离变压器或电流互感器副边连接的子模块定义为供能子模块。
98.图1a示出p＝m＝1时，即由一个隔离变压器、一个副边绕组取能的装置电路结构图。
99.图1b示出p＝1，m＝3时，即由一个隔离变压器、三个副边绕组取能的装置电路结构图。
100.图1c示出k＝1时，即由一个电流互感器取能的装置电路结构图。
101.图1d示出k＝n时，即由隔离变压器和电流互感器混合取能的装置电路结构图。
102.图2示出示例性的柔性多状态开关装置又一实施例。
103.如图2所示，图2所示的电路与图1所示的电路基本相同，区别仅在于柔性多状态开关装置还包括第一隔断开关5，与换流链1串联连接；第一旁路开关6与换流链1和第一隔断开关5组成的串联支路并联连接。
104.根据一些实施例，第一隔断开关5可以断开换流链与线路的连接，在装置进行检修或进行预充电操作时，避免受到外部电压的干扰。
105.图3示出示例性的柔性多状态开关装置又一实施例。
106.如图3所示，图3所示的电路与图2所示的电路基本相同，区别仅在于柔性多状态开关装置还包括第二旁路开关7，第二旁路开关7并联在换流链1两端。
107.根据一些实施例，第二旁路开关7为机械开关或由半导体器件构成的开关。
108.根据一些实施例，第二旁路开关7可以将换流阀旁路，在装置进行检修或进行预充电操作时，避免受到外部电压的干扰。
109.根据一些实施例，柔性多状态开关装置还包括跨接非线性电阻和/或晶闸管串，并联在换流链交流端，非线性电阻和晶闸管串提供过压保护。其中，对地非线性电阻为装置提供过电压保护功能，避免装置承受过电压而损坏；晶闸管串允许流过双向电流，在承受电压超过器件击穿门槛值时导通。
110.图4示出示例性的柔性多状态开关装置又一实施例。
111.如图4所示，图4所示的电路与图3所示的电路基本相同，区别仅在于柔性多状态开关装置还包括对地非线性电阻8，对地非线性电阻8一端连接换流链交流端，另一端接地。
112.图5示出一示例性实施例的柔性多状态开关装置的多状态切换方法。
113.如图5所示，柔性多状态开关装置的多状态包括:
114.1)开路状态，第一旁路开关6分闸，第一隔断开关5分闸；
115.2)短路状态，第一旁路开关6合闸；
116.3)预充电状态：第一隔断开关5分闸，第二旁路开关7合闸；
117.4)就绪状态，第一隔断开关5合闸，第二旁路开关7分闸，换流链预充电完成；
118.5)柔性连接状态，第一旁路开关6分闸，第一隔断开关5合闸，第二旁路开关7分闸，换流链预充电完成且输出电压uc∠β；电压幅值uc和相角β可以手动或自动调节。
119.如图5所示，柔性多状态开关装置的多状态切换方法，包括：
120.1)预充电状态独立完成，例如，可通过后面参照图6所描述的过程独立完成预充电状态；
121.2)就绪状态的前提条件是预充电状态完成；
122.3)开路状态和短路状态相互切换，操作第一旁路开关6分合闸；
123.4)开路状态和就绪状态相互切换，操作第一隔离开关5分合闸；
124.5)短路状态和就绪状态相互切换，操作第一隔离开关5分合闸；
125.6)就绪状态和柔性连接状态相互切换，换流链解闭锁。
126.图6示出一示例性实施例的柔性多状态开关装置的预充电状态的流程示意图。
127.在s601，分断第一隔断开关。
128.在s603，合第二旁路开关。
129.在s605，隔离变压器原边交流电源上电，供能子模块的直流电容充电。
130.根据示例实施例，隔离变压器原边交流电源上电，给供能子模块的直流电容充电，
在供能子模块的直流电容电压到达启动阈值后，供能子模块的主控制单元启动。
131.在s607，控制供能子模块功率单元的交流端口输出直流电压，为其他子模块的直流电容充电。
132.根据示例实施例，主控制单元控制供能子模块的功率单元的交流端口输出直流电压，为其他子模块的直流电容充电。在其他子模块的直流电容到达启动阈值后，子模块的主控制单元启动。
133.在s609，循环控制部分子模块功率单元的交流端输出零电平，使所有子模块的直流电容电压达到额定值。
134.根据一些实施例，功率单元零电平状态是指全桥电路两个上管同时导通或两个下管同时导通。
135.图7示出一示例性实施例的预充电电流回路的示意图。
136.如图7所示，示出预充电电流回路的示意图，换流链中由供能子模块向其他子模块充电。
137.图8示出一示例性实施例的柔性交流系统的示意图。
138.本技术还提出一种柔性交流系统，包含柔性多状态开关装置，如图8所示，包括以下几种形式或组合：
139.母线合环柔性交流系统，柔性多状态开关装置连接在不同交流母线之间，补偿所连接的交流母线之间的幅值或/和相位差，实现不同交流母线合环运行或倒闸操作；此时柔性多状态开关装置在图8中a位置。
140.电压补偿柔性交流系统，柔性多状态开关装置串联连接在上级供电电源与下级供电电源或负载或变流器之间，通过调节柔性补偿开关的输出电压，改善下级供电电源或负载电压的电能质量或/和运行特性；柔性多状态开关装置串联连接在上级供电电源与下级供电电源之间，如图8中b1位置；柔性多状态开关装置串联连接上级供电电源与负载或变流器之间，如图8中b2位置。
141.潮流调节柔性交流系统，柔性多状态开关装置串联连接在输电线路中，通过调节柔性潮流开关的输出电压或阻抗，改变输电线路的功率潮流分布。柔性多状态开关装置在图8中c位置。
142.根据一些实施例，柔性补偿开关和柔性潮流开关是柔性多状态开关装置的应用状态。
143.图9a示出一示例性实施例的柔性多状态开关装置电压关系向量示意图。
144.用向量图描述柔性多状态开关装置电压关系，当装置两端电压存在相位差时，可以实现相位补偿，如图9a所示，应用于交流母线柔性合环或利用调节相位调节线路传输潮流，其中v1，v2为柔性多状态开关连接点的电压，可以分别是连接的两段交流母线的电压；vδ为柔性多状态开关装置本身输出电压。
145.图9b示出一示例性的柔性多状态开关装置电压关系向量示意图的又一实施例。
146.通过调节电压幅值，以改变负荷侧的电压，如图9b所示，可以应用于电压暂降补偿或电机软启动。
147.根据示例实施例，在图9b时，vδ电压补偿幅值最大化，适用于电压暂降补偿的应用。
148.应清楚地理解，本技术描述了如何形成和使用特定示例，但本技术不限于这些示例的任何细节。相反，基于本技术公开的内容的教导，这些原理能够应用于许多其它实施例。
149.此外，需要注意的是，上述附图仅是根据本技术示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。
150.以上具体地示出和描述了本技术的示例性实施例。应可理解的是，本技术不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本技术意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。

技术特征：
1.一种柔性多状态开关装置，其特征在于，所述开关装置包括换流链、第一旁路开关、供能单元和取能单元，其中：所述换流链包括n个子模块，n为大于等于1的整数；所述子模块包括功率单元、直流电容和主控制单元，所述功率单元的直流端电连接所述直流电容；所述控制模块控制所述功率单元；各子模块的功率单元的交流端串联连接；所述第一旁路开关，与所述换流链并联；所述供能单元包括整流单元，输出直流为所述子模块的所述直流电容和/或所述主控制单元供能；所述取能单元包括p个隔离变压器和/或k个电流互感器，p个所述隔离变压器包括m个副边绕组，1≤p≤m≤n，k＝1或n；p个所述隔离变压器的原边绕组连接交流电源，m个所述副边绕组与m个所述子模块供能单元连接或经过导线短路构成m个短路环；所述电流互感器的原边绕组环绕所述开关装置的对外连接线路或所述短路环，副边绕组与所述子模块的所述供能单元电连接；与所述隔离变压器或所述电流互感器副边绕组电连接的所述子模块定义为供能子模块，用于向其他子模块供能。2.根据权利要求1所述的开关装置，其特征在于，所述功率单元为全桥电路，包括功率半导体器件；所述功率单元的交流端并联有子模块保护旁路开关和/或晶闸管；所述全桥电路的直流侧并联或通过dc/dc变换器并联电池或/和超级电容或/和光伏发电单元；所述电池或/和超级电容或/和光伏发电单元串联接触器或/和熔丝。3.根据权利要求2所述的开关装置，其特征在于，所述子模块保护旁路开关在所述开关装置预充电前和/或后均处于分断状态；所述子模块发生故障时，所述子模块保护旁路开关闭合，并且采用机械保持或磁保持。4.根据权利要求1所述的开关装置，其特征在于，所述隔离变压器为逐级串联连接的多级变压器，原边绕组连接交流电源；所述短路环短接多级变压器任一级副边绕组的输出端；所述隔离变压器的绝缘水平不低于所述柔性多状态开关装置对地绝缘水平。5.根据权利要求1所述的开关装置，其特征在于，所述开关装置还包括：第一隔断开关，与所述换流链串联连接；包括所述换流链和所述第一隔断开关的串联支路与所述第一旁路开关并联连接。6.根据权利要求5所述的开关装置，其特征在于，所述开关装置还包括：第二旁路开关，所述第二旁路开关并联在所述换流链两端。7.根据权利要求6所述的开关装置，其特征在于，所述第二旁路开关为机械开关或半导体器件。8.根据权利要求1所述的开关装置，其特征在于，所述开关装置还包括：跨接非线性电阻和/或晶闸管串，并联在所述换流链交流端；所述晶闸管串允许流过双向电流，在承受电压超过器件击穿门槛值时导通。
9.根据权利要求1所述的开关装置，其特征在于，所述开关装置还包括对地非线性电阻，所述对地非线性电阻一端连接所述换流链交流端，另一端接地。10.根据权利要求6所述的开关装置，其特征在于，所述开关装置包括以下状态：开路状态，所述第一旁路开关分闸，所述第一隔断开关分闸；短路状态，所述第一旁路开关合闸；预充电状态，所述第一隔断开关分闸，所述第二旁路开关合闸；就绪状态，所述第一隔断开关合闸，所述第二旁路开关分闸，所述换流链预充电完成；柔性连接状态，所述第一旁路开关分闸，所述第一隔断开关合闸，所述第二旁路开关分闸，所述换流链预充电完成且输出电压uc∠β，电压幅值uc和相角β手动或自动调节。11.一种如权利要求10所述的柔性多状态开关装置的多状态切换方法，其特征在于，包括：所述预充电状态独立完成；所述就绪状态的前提条件是所述预充电状态完成；所述开路状态和所述短路状态相互切换，操作所述第一旁路开关分合闸；所述开路状态和所述就绪状态相互切换，操作所述第一隔离开关分合闸；所述短路状态和所述就绪状态相互切换，操作所述第一隔离开关分合闸；所述就绪状态和所述柔性连接状态相互切换，所述换流链解闭锁。12.根据权利要求11所述的多状态切换方法，其特征在于，所述预充电状态独立完成，包括：分断所述第一隔断开关；合所述第二旁路开关；所述隔离变压器原边绕组交流电源上电，所述供能子模块的所述直流电容充电，到达启动阈值后，所述供能子模块的所述主控制单元启动；控制所述供能子模块的所述功率单元的交流端口输出直流电压，为其他所述子模块的所述直流电容充电，到达启动阈值后，所述子模块的所述主控制单元启动；循环控制部分所述子模块功率单元的交流端输出零电平，使所有所述子模块的直流电容电压达到额定值。13.一种柔性交流系统，包括如权利要求1-9中任一项所述的柔性多状态开关装置，其特征在于，包括：母线合环柔性交流系统，所述柔性多状态开关装置连接在不同交流母线之间，补偿所连接的交流母线之间的幅值或/和相位差，实现不同交流母线合环运行或倒闸操作；电压补偿柔性交流系统，所述柔性多状态开关装置串联连接在上级供电电源与下级供电电源或负载或变流器之间，通过调节柔性补偿开关的输出电压，改善下级供电电源或负载电压的电能质量或/和运行特性；潮流调节柔性交流系统，所述柔性多状态开关装置串联连接在输电线路中，通过调节柔性潮流开关的输出电压或阻抗，改变输电线路的功率潮流分布。

技术总结
本申请提出一种柔性多状态开关装置、多状态切换方法及交流系统。开关装置包括换流链、第一旁路开关、供能单元和取能单元，换流链包括N个串联的子模块，N≥1。通过少数位于低电位的电源向处于高电位的换流链全部子模块供能。本申请还提出柔性多状态开关各个状态的切换方法；并提出了基于柔性多状态开关装置的交流系统，具备柔性合环、电压调节，潮流调节的功能。能。能。


技术研发人员：谢晔源 王宇 程骁 段军 李海英
受保护的技术使用者：南京南瑞继保工程技术有限公司
技术研发日：2021.11.25
技术公布日：2022/3/8