一种适用于海上风电消纳的交流微网组网系统技术方案

一种适用于海上风电消纳的交流微网组网系统，包括：一个交流微网组网系统，至少一个海上风电场，至少一个大容量电力变换器，至少一个升压变压器，一条交流母线Ⅰ，一条风电输送专线；所述交流微网组网系统，包括：至少两个交流微网单元，一个系统级调度中心；所述海上风电场通过大容量电力变换器连接升压变压器，升压变压器连接交流母线Ⅰ，所述交流母线Ⅰ与风电输送专线相连，所述风电输送专线与交流微网组网系统的交流微网单元相连，所述系统级调度中心与各交流微网单元相连。本实用新型专利技术一种适用于海上风电消纳的交流微网组网系统，解决大功率风电难消纳的问题和电动汽车大规模入网引发的冲击影响问题。

An AC microgrid networking system suitable for offshore wind power consumption

An AC microgrid networking system for offshore wind power absorption includes an AC microgrid networking system, at least one offshore wind farm, at least one large capacity power converter, at least one boost transformer, an AC bus I, and a wind power transmission line. The AC microgrid networking system comprises: At least two AC microgrid units, one system-level dispatching center; the offshore wind farm is connected with a boost transformer through a large-capacity power converter, and the boost transformer is connected with an AC bus I. The AC bus I is connected with a wind power transmission line, and the AC microgrid single of the wind power transmission line and an AC microgrid networking system. The system level dispatching center is connected with each AC micro network unit. The utility model relates to an AC micro-grid networking system suitable for offshore wind power absorption, which solves the problems of difficult absorption of high-power wind power and the impact caused by large-scale grid entry of electric vehicles.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于海上风电消纳的交流微网组网系统
本技术属于微电网
，具体涉及一种适用于海上风电消纳的交流微网组网系统。
技术介绍
在探寻和开发可替代石油的清洁能源过程中，风力发电被全球公认是可以有效缓解气候变化、提高能源安全、促进低碳经济增长的有效方案，因此，风力发电得到各国政府、机构和企业等的高度关注。就中国而言，把风电消纳利用水平作为风电开发建设管理的基本依据，坚持集中开发与分散利用并举的原则,优化风电建设布局,大力推动风电就地和就近利用。那么具体如何实施海上风电的就地消纳，如何分散利用大功率风电资源，是风电发展过程中亟待解决的问题，且目前尚无较好的应对措施。另外，为了提高对新能源的充分利用，在世界汽车业，也掀起了发展新能源汽车的热潮。各国充分重视电动汽车的发展和推广应用，我国亦将发展电动汽车作为应对能源、环境和气候变化挑战、保持可持续发展的最佳途径之一。然而，在大力发展电动汽车和实施汽车产业转型战略的过程中，亦遇到不少难题，除去电动汽车本身的问题及电动汽车充换电配套设施不健全等问题外，还必须重视电动汽车充换电负荷接入电网时对电网的冲击和影响，如何平抑或消除电动汽车规模化接入电网时带来的冲击和影响，是电动汽车发展中亟待解决的问题。针对该问题，研究者提出将新能源发电和电动汽车负荷相结合，同时置于微电网中，优先利用新能源发电来供给电动汽车对电能的需求，这样，在能够利用清洁能源的同时，可降低电动汽车对电网的影响，然而，对单个微电网来讲，鲁棒性差，运行惯性小，只能消纳小功率的分布式发电或新能源发电，根本不具备大功率海上风电消纳能力。
技术实现思路
针对现存的技术问题，本技术提出一种适用于海上风电消纳的交流微网组网系统，解决大功率风电难消纳的问题和电动汽车大规模入网引发的的冲击影响问题。本技术采取的技术方案为：一种适用于海上风电消纳的交流微网组网系统，包括：一个交流微网组网系统，至少一个海上风电场，至少一个大容量电力变换器，至少一个升压变压器，一条交流母线Ⅰ，一条风电输送专线；所述交流微网组网系统，包括：至少两个交流微网单元，一个系统级调度中心；系统级调度中心用于协调各个微网单元消纳新能源发电功率的比例，主要由通信模块和数据处理模块组成，通过通信模块接受各个微网单元的状态量，再由数据处理模块计算出当前状态下各个微网单元的调度指令，最后由通信模块将这些调度指令传递到微网单元。所述海上风电场通过大容量电力变换器连接升压变压器，升压变压器连接交流母线Ⅰ，所述交流母线Ⅰ与风电输送专线相连，所述风电输送专线与交流微网组网系统的交流微网单元相连，所述系统级调度中心与各交流微网单元相连。所述交流微网单元包括：一个降压变压器，一个由两个断路器/开关和一个AC/AC变换器、一个双向AC/AC变换器组成的交流微网单元调度中心，一条交流母线Ⅱ，至少一个分布式发电单元，至少一个交流负荷，至少两个DC/AC变换器，至少两个双向AC/DC变换器，至少一个AC/DC变换器，至少一个燃料电池，至少一个光伏发电单元，至少一个储能系统，至少一个电动汽车充放电桩，至少一个直流负荷；所述降压变压器的高压侧与风电输送专线相连，降压变压器的低压侧与第一断路器/开关相连；所述第一断路器/开关一端与降压变压器相连，第一断路器/开关另一端与AC/AC变换器的高压侧相连；所述的AC/AC变换器的低压侧与交流母线Ⅱ相连；第二断路器/开关一端与电网相连，第二断路器/开关另一端与双向AC/AC变换器相连，所述的双向AC/AC变换器一端与第二断路器/开关相连，双向AC/AC变换器另一侧与交流母线Ⅱ相连；分布式发电单元连接交流母线Ⅱ，所述的分布式发电单元发出的电能并入交流母线Ⅱ中；交流负荷连接交流母线Ⅱ，所述的交流负荷从交流母线Ⅱ获得电能；所述的燃料电池通过第一DC/AC变换器与交流母线Ⅱ相连；包含至少一个光伏模块的光伏发电单元通过第二DC/AC变换器与交流母线Ⅱ相连；所述储能系统通过第一双向AC/DC变换器与交流母线Ⅱ相连；包含至少一个能为电动汽车充电的充放电桩通过第二双向AC/DC变换器与交流母线Ⅱ相连；直流负荷连接AC/DC变换器，AC/DC变换器连接交流母线Ⅱ，所述的直流负荷通过AC/DC变换器从交流母线Ⅱ获得电能。海上风电场发出的电能，通过大容量电力变换器进行电力变换后，再经过升压变压器升压，然后接入交流母线Ⅰ，并通过风电输送专线，将电能传送至交流微网组网系统中的各个交流微网单元中，经过降压变压器降压后，供给交流微网单元。交流微网组网系统将一定空间内的多个交流微网单元进行组网，提高系统容量，使组网系统具备大功率的海上风电消纳能力，因此，对于传送至各交流微网单元的风电，系统级调度中心根据各交流微网单元内的能量供需情况，决策出风电是否接入该交流微网单元，当交流微网单元内能量供不应求时，则将风电接入交流微网单元中，即先将风电输送专线传送的风电通过降压变压器作降压处理，然后通过控制与降压变压器相连的断路器/开关，并联合AC/AC变换器的处理，将风电接入交流母线，与交流微网单元内的分布式发电单元、光伏发电单元等供电单元一起，共同给交流微网单元内的各类负荷供电。当交流微网单元内能量供需平衡时，则该交流微网单元不接入风电，且不向大电网输送电能，交流微网单元处理孤岛运行模式。当交流微网单元内能量供过于求时，则可通过控制交流微网单元调度中心内与大电网相连的断路器/开关，让交流微网单元工作于并网模式，将交流微网单元内的过剩能量通过双向AC/AC变换器进行电力变换后并入大电网中。海上风电场发出的电能，通过大容量电力变换器接入交流母线Ⅰ，然后通过风电输送专线将电能传输至交流微网组网系统中的各交流微网单元中；所述的系统级调度中心根据各交流微网单元内的能量供需情况来决策大功率海上风电是否接入各交流微网单元，并下达指令至交流微网单元调度中心；所述的各交流微网单元调度中心接受并实施系统级调度中心下达的指令，并根据交流微网单元内部的能量供需情况来决策交流微网单元的并网运行或孤岛运行模式；所述的风电输送专线传输的电能经过末端的降压变压器降压后，再通过交流微网单元调度中心内的断路器/开关进行控制，并通过AC/AC变换器进行电力变换后接入交流母线Ⅱ；所述的交流微网单元通过交流微网单元调度中心内的双向AC/AC变换器及断路器/开关接受电网输入的电能或向电网输出电能。相比于现有的微电网技术方案，本技术一种适用于海上风电消纳的交流微网组网系统，具有如下优点：1、本技术针对海上风力资源丰富，与负荷中心距离近，但因功率较大而难消纳的问题，构建交流微网组网系统，将集中开发的风电资源进行就地和就近分散消纳，解决了海上风电难消纳的难题。2、本技术设风电输送专线，且专设断路器/开关进行专线专控，并利用系统级调度中心和交流微网单元调度中心的多层协调调度控制，可提高风电利用水平，降低风电消纳对系统的冲击影响。3、本技术可利用多能互补解决电动汽车规模化接入时对配网的冲击影响问题，还可利用电动汽车充放电负荷的可控性来辅助能量均衡控制。4、与现有的交流微电网、直流微电网或交直流混合微电网相比，本技术充分考虑海上风电资源丰富，同时沿海地区经济发达且对电力需求较多的现实条件，所提方案将一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于海上风电消纳的交流微网组网系统，其特征在于包括：一个交流微网组网系统（1），至少一个海上风电场（2），至少一个大容量电力变换器（3），至少一个升压变压器（4），一条交流母线Ⅰ（5），一条风电输送专线（6）；所述交流微网组网系统（1），包括：至少两个交流微网单元（7），一个系统级调度中心（8）；所述海上风电场（2）通过大容量电力变换器（3）连接升压变压器（4），升压变压器（4）连接交流母线Ⅰ（5），所述交流母线Ⅰ（5）与风电输送专线（6）相连，所述风电输送专线（6）与交流微网组网系统（1）的交流微网单元（7）相连，所述系统级调度中心（8）与各交流微网单元（7）相连。

【技术特征摘要】
1.一种适用于海上风电消纳的交流微网组网系统，其特征在于包括：一个交流微网组网系统（1），至少一个海上风电场（2），至少一个大容量电力变换器（3），至少一个升压变压器（4），一条交流母线Ⅰ（5），一条风电输送专线（6）；所述交流微网组网系统（1），包括：至少两个交流微网单元（7），一个系统级调度中心（8）；所述海上风电场（2）通过大容量电力变换器（3）连接升压变压器（4），升压变压器（4）连接交流母线Ⅰ（5），所述交流母线Ⅰ（5）与风电输送专线（6）相连，所述风电输送专线（6）与交流微网组网系统（1）的交流微网单元（7）相连，所述系统级调度中心（8）与各交流微网单元（7）相连。2.根据权利要求1所述一种适用于海上风电消纳的交流微网组网系统，其特征在于：所述交流微网单元（7）包括：一个降压变压器（9），一个由两个断路器/开关和一个AC/AC变换器（13）、一个双向AC/AC变换器（14）组成的交流微网单元调度中心（10），一条交流母线Ⅱ（15），至少一个分布式发电单元（16），至少一个交流负荷（17），至少两个DC/AC变换器，至少两个双向AC/DC变换器，至少一个AC/DC变换器（28），至少一个燃料电池（19），至少一个光伏发电单元（22），至少一个储能系统（24），至少一个电动汽车充放电桩（27），至少一个直流负荷（29）；所述降压变压器（9）的高压侧与风电输送专线（6）相连，降压变压器（9）的低压侧与...

【专利技术属性】
技术研发人员：邾玢鑫，佘小莉，王寒，段宛宜，丁峰，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42