本发明涉及一种拓扑结构，属于电力系统领域，尤其涉及一种具有消纳能力的柔性配电变压器拓扑及其控制方法。
背景技术：
1、为了实现新能源发电单元多元化接入新型电力系统，提高新能源消纳量和清洁能源利用率，光伏电站和风场站的接入比例正在不断增高，随着大量的分布式新能源发电单元接入，使得系统的公共耦合点电压因出力波动容易出现上下越限以及长时间尺度下处于波动状态的问题；同时，如风机启动并网时可能需从电网中吸收无功功率，导致并网点出现无功缺额。
2、解决上述问题时，通常采用新型的电力电子变压器，但此类设备初期研制成本高、可靠性低、控制策略设计复杂及后期运行维护成本高，在高功率密度应用场合下容易极限运行，导致寿命锐减，并且在出现线路短路故障或雷击电压设备时，容易出现损坏。
3、因此，部分学者提出将电力电子设备和传统电磁电力变压器组合的柔性电力变压器拓扑，可利用电磁电力变压器承担高容量的电能传输任务，利用电力电子变压器完成灵活调压、无功补偿、谐波抑制、线路潮流调控等任务，可大幅提高输、配电系统的综合电能质量。
4、申请号为cn201710119446.x，申请日为2017年3月2日的专利申请，公开了一种分布式能源接入的电能质量控制装置，其将分布式新能源发电设备灵活接入在连接电网的三绕组变压器和负载之间，中间加设电能质量治理装置实现电压调控、谐波抑制等，但该控制装置所设计拓扑使得系统综合电能治理响应速度慢，且整体投资成本大，需加设较多的监测装置。因此，亟需一种手段，解决现有技术中存在的上述缺陷。
技术实现思路
1、本发明的目的是克服现有技术中存在的上述缺陷与问题，提供一种响应速度快，且成本较低的具有消纳能力的柔性配电变压器拓扑及其控制方法。
2、为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种具有消纳能力的柔性配电变压器拓扑，包括主变压器、电压源型调控换流器、h型全桥调控换流器、储能电容和直流微网；
3、所述主变压器包括一次绕组、二次绕组与三次绕组，所述一次绕组位于主变压器的原边侧，所述二次绕组与三次绕组位于主变压器的副边侧；
4、所述h型全桥调控换流器串联设置于一次绕组的末端，所述电压源型调控换流器并联设置于三次绕组的输出端，所述电压源型调控换流器与h型全桥调控换流器串联连接，所述储能电容串联于电压源型调控换流器与h型全桥调控换流器之间，所述直流微网与储能电容相连。
5、所述三次绕组与电压源型调控换流器的输入端之间串联有lcl型滤波器，所述电压源型调控换流器的输出端与储能电容并联连接。
6、所述一次绕组上并联有交流系统电源，所述h型全桥调控换流器串联于一次绕组的末端与交流系统电源的接地端之间。
7、所述二次绕组上串联有负载端。
8、所述直流微网采用p/v下垂控制。
9、所述一次绕组上设置有第一机械开关，所述一次绕组与h型全桥调控换流器之间的线路上设置有第二机械开关，所述三次绕组与电压源型调控换流器之间的线路上设置有第三机械开关。
10、一种具有消纳能力的柔性配电变压器拓扑的控制方法，当拓扑在初始运行阶段时，所述电压源型调控换流器、h型全桥调控换流器与直流微网需满足以下功率平衡方程：
11、uaci1cos(θac+θ1)+ufeifecos(θfe)+pmg＝0；
12、其中：uac为h型全桥调控换流器的理想输出电压，i1为一次绕组上的电流，θac为h型全桥调控换流器输出电压的相位，θ1为一次绕组电流的相位，ufe为三次绕组的两端交流电压，ife为电压源型调控换流器的理想输出电流，θfe为电压源型调控换流器输出电流的相位，pmg为直流微网输出功率；
13、当θac+θ1＞90°时，所述h型全桥调控换流器向一次绕组输送电能完成电压调节任务。
14、当拓扑进行电压调节时，通过固定一次绕组的两端交流电压，改变h型全桥调控换流器的输出电压的幅值与相位，从而改变主变压器的实际电压的幅值和相位，然后经主变压器电压等级变换后，增加或减小二次绕组的两端交流电压的幅值，实现对二次绕组侧母线电压的控制，使得主变压器原边侧与副边侧的交流电压精准跟踪调节指令值。
15、当拓扑进行无功补偿时，通过调节电压源型调控换流器的输出电流与h型全桥调控换流器的输出电压，从而调整电压源型调控换流器与h型全桥调控换流器向主变压器的原边侧与副边侧注入的总无功功率，同时总无功功率须遵循以下功率平衡方程，其对应的理想最大值如下：
16、qin，max＝ufe·ife+uac·i1；
17、其中：qin，max为理想最大值，ufe为三次绕组的两端交流电压。
18、当拓扑进行潮流调控时，可工作于恒阻抗模式或恒功率模式；
19、当工作于恒阻抗模式时，通过改变h型全桥调控换流器的输出电压，从而改变h型全桥调控换流器的阻抗特性，使h型全桥调控换流器的输出电压与一次绕组上的电流形成的阻抗值随之改变，从而调节主变压器原边侧的有功功率值或无功功率值；
20、当工作于恒功率模式时，通过改变h型全桥调控换流器的输出电压与电压源型调控换流器的输出电流，从而实现主变压器原边侧与副边侧的有功功率值或无功功率值动态平衡。
21、与现有技术相比，本发明的有益效果为：
22、1、本发明一种具有消纳能力的柔性配电变压器拓扑及其控制方法中，拓扑包括主变压器、电压源型调控换流器、h型全桥调控换流器、储能电容和直流微网，主变压器包括一次、二次绕组与三次绕组，h型全桥调控换流器串联设置于一次绕组的末端，电压源型调控换流器并联设置于三次绕组的输出端，电压源型调控换流器与h型全桥调控换流器串联连接，储能电容串联于电压源型调控换流器与h型全桥调控换流器之间，直流微网与储能电容相连；本设计在应用中，通过调节h型全桥调控换流器输出端的电压对主变压器原边侧进行电压调节和潮流调控，并通过调节电压源型调控换流器的输出电流对主变压器副边侧进行无功补偿和谐波电流抑制，通过控制直流微网和储能电容间的交互功率，维持电容两端直流电压稳定，解决了传统电磁变压器机械式分段调压动作时间长、响应速度慢的缺陷，同时提高了装置的一体化集成度，降低了成本。因此，本发明不仅响应速度快，而且成本较低。
23、2、本发明一种具有消纳能力的柔性配电变压器拓扑及其控制方法中，通过不同的控制方法及模式切换完成综合电能质量治理任务，使得本拓扑既具有传统电磁变压器电能传输稳定、故障率低的优点，又具有电力电子装置调节灵活性强、响应迅速的优点。因此，本发明不仅较为稳定，而且较为灵活。
1.一种具有消纳能力的柔性配电变压器拓扑，其特征在于：包括主变压器(1)、电压源型调控换流器(2)、h型全桥调控换流器(3)、储能电容(4)和直流微网(5)；
2.根据权利要求1所述的一种具有消纳能力的柔性配电变压器拓扑，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的一种具有消纳能力的柔性配电变压器拓扑，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的一种具有消纳能力的柔性配电变压器拓扑，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的一种具有消纳能力的柔性配电变压器拓扑，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的一种具有消纳能力的柔性配电变压器拓扑，其特征在于：
7.一种权利要求1所述的具有消纳能力的柔性配电变压器拓扑的控制方法，其特征在于：所述控制方法包括以下：
8.根据权利要求7所述的一种具有消纳能力的柔性配电变压器拓扑的控制方法，其特征在于：
9.根据权利要求7所述的一种具有消纳能力的柔性配电变压器拓扑的控制方法，其特征在于：
10.根据权利要求7所述的一种具有消纳能力的柔性配电变压器拓扑的控制方法，其特征在于：
