一种交直流混合微电网制造技术

本发明专利技术公开了一种交直流混合微电网，包括具有多个端口的电力电子变压器，且每个所述端口上各自连接有母线；其中，所述母线至少包括直流母线和交流母线，所述端口包括直流端口和交流端口，且所述直流母线对应连接所述直流端口，所述交流母线对应连接所述交流端口；每条所述直流母线或所述交流母线对应连接有至少一个源荷设备，且至少一条所述直流母线或所述交流母线上连接有多个源荷设备。本发明专利技术通过一台多端口多功能电力电子变压器实现多种分布式可再生能源高比例接入、交直流配用电多级混联，解决现有技术中微电网的混联使用存在一定的局限性的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种交直流混合微电网
本专利技术涉及微电网
，具体涉及一种交直流混合微电网。
技术介绍
当前分布式可再生能源已成为推进能源转型的重要途径，风电、光伏、光热等分布式能源已成为未来能源系统的发展趋势，同时以IT类负载、变频空调及电动汽车为代表的广义直流用能设备比例快速升高。传统交流配网中交直流能量变换环节多，能量变换损耗高、配用电灵活性差、环节匹配性低的问题日益凸现，分布式可再生能源接入的分散性、随机性和不可控性为传统交流系统带来挑战。急需设计一种交直流混合微电网，对分布式电源、储能和负荷进行统一管理，以减少配用电过程中交直流转化的中间环节，提高配用电的经济性、可靠性和灵活性。在微电网结构方面，国内将直流配网、新能源、储能技术整合成一个微电网进行整体研究的较少。交直流混合的分布式可再生能源微电网结构研究尚不深入，仅仅还停留在示范工程应用阶段，离商业应用还有一定距离，微电网综合能效、可靠性以及灵活性有待进一步提高。在微电网关键设备研制方面，国内外学者对微电网中的电力电子变压器及直流断路器研究还处于起步阶段，电力电子变压器主要集中于拓扑结构和控制方式，大部分偏重于理论研究和样机研制阶段，缺乏工程应用；直流断路器研究以中高压直流输电领域为主，低压配电领域研究较少。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种交直流混合微电网，以通过一台多端口多功能电力电子变压器实现多种分布式可再生能源高比例接入、交直流配用电多级混联，解决现有技术中微电网的混联使用存在一定的局限性的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术具体提供下述技术方案：一种交直流混合微电网，包括具有多个端口的电力电子变压器，且每个所述端口上各自连接有母线；其中，所述母线至少包括直流母线和交流母线，所述端口包括直流端口和交流端口，且所述直流母线对应连接所述直流端口，所述交流母线对应连接所述交流端口；每条所述直流母线或所述交流母线对应连接有至少一个源荷设备，且至少一条所述直流母线或所述交流母线上连接有多个源荷设备。作为本专利技术的一种优选方案，所述直流母线包括10kV直流母线和240V直流母线；所述交流母线包括10kV交流母线和380V交流母线。作为本专利技术的一种优选方案，任意一个所述端口的电压参数与对应的所述母线的电压参数相同。作为本专利技术的一种优选方案，直流母线上连接的源荷设备至少包括光伏系统和直流负载设备；且直流负载设备包括充电桩、直流空调和IT设备。作为本专利技术的一种优选方案，240V直流母线上连接的源荷设备还包括混合储能系统；所述光伏系统和混合储能系统各自通过DC/DC电压变换器连接于所述直流母线上；且连接于10kV直流母线上的所述直流负载设备通过DC/DC电压变换器连接。作为本专利技术的一种优选方案，所述直流母线上各自连接有一套直流断路器，且每套所述直流断路器各自包括一套DC/DC电压变换器。作为本专利技术的一种优选方案，在所述直流母线连接的所述电力电子变压器的端口的出口、与所述光伏系统的连接处和与所述混合储能系统的连接处各自设置有线路保护装置。作为本专利技术的一种优选方案，380V交流母线上连接的源荷设备包括光热系统、风机系统和交流负载设备；所述交流负载设备包括电动机和交流机柜。作为本专利技术的一种优选方案，10kV交流母线上从10kV大电网中接入，且所述10kV大电网与所述电力电子变压器中对应的端口相连，且所述10kV交流母线上连接有直流负载。作为本专利技术的一种优选方案，所述风机通过AC/AC电压变换器连接于所述380V交流母线上。本专利技术与现有技术相比较具有如下有益效果：本专利技术将传统交流、直流、新能源、储能技术整合成一个系统进行整体研究；多端口电力电子变压器能同时提供交流和直流输出，实现了多种分布式可再生能源高比例接入、交直流配用电多级混联，并实现了功率的双向自由流动；整个微电网通过多功能电力电子变压器，相比传统的交交变换、交直变换，减少了交直流能量变换环节，提高了微电网效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。图1为本专利技术实施例提供的交直流混合微电网的结构框图。1、大电网；2、电力电子变压器。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。具体地，此基于四端口结构的电力电子变压器2的交直流混合微电网，包括10kV交流电压(10kVAC)、10kV直流电压(10kVDC)、380V交流电压(380VAC)和240V直流电压(240VDC)四个电压等级，系统主要设备有1台四端口结构的电力电子变压器2，1套240V、10kV直流断路器，每套直流断路器包含一套240V、10kV直流转直流电压变换器(DC/DC)，可根据实际需要接入分布式光伏、风机、光热发电机等各种分布式电源，储能、储热等各种储能系统，以及电动机、交流机柜、充电桩、直流空调、IT设备等交流负载和直流负载。系统主要设备有1台四端口结构的电力电子变压器2，1套240V故障电流控制器和1套10kV故障电流控制器。系统采用单回10kV的大电网1线路进线，接至电力电子变压器2AC10kV端口，AC10kV侧为电网主供电源进线，DC10kV侧采用单母线接线，可接入分布较远的光伏以及直流负载，DC240V侧采用单母线接线，接入光伏、混合储能和直流负载，同时端口母线侧串联一套0.5mH电抗器装置，以限制短路电流；AC380V侧采用单母线接线，接入风力发电机、光热发电机和交流负载。在变压器出口处、光伏逆变器以及电池储能出口处等位置安装有线路保护装置，以保证在发生故障时设备不会发生损坏。交流机柜、电动机等工业类负荷由交流母线进行供电，直流空调、IT设备、充电桩等直流负荷由直流母线供电，就近的光伏系统和电池储能系统通过直流转直流电压变换器(DC/DC)直接接入240V直流母线，远处的光伏系统和直流负荷接入10kV直流母线，10kV交流高压电源就近从10kV大电网1中接入。电力电子变压器2的端口容量可根据实际需求配置，采用双向四端口设置，其中10kVAC侧为大电网1电源进线，电力电子变压器2各端口具有1.1倍长时过载能力。该微电网的关键设备--多功能电力电子变压器2具有以下特点：1)多端口。包括10kV交流、10kV直流、380V交流和240V直流四个端口，可实现多电压等级的源荷接入；2)多级联。采用级联模块化设计，可根据实际需求增减模块，方便扩容及运维检修；3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交直流混合微电网，其特征在于，包括具有多个端口的电力电子变压器，且每个所述端口上各自连接有母线；其中，/n所述母线至少包括直流母线和交流母线，所述端口包括直流端口和交流端口，且所述直流母线对应连接所述直流端口，所述交流母线对应连接所述交流端口；/n每条所述直流母线或所述交流母线对应连接有至少一个源荷设备，且至少一条所述直流母线或所述交流母线上连接有多个源荷设备。/n

【技术特征摘要】
1.一种交直流混合微电网，其特征在于，包括具有多个端口的电力电子变压器，且每个所述端口上各自连接有母线；其中，
所述母线至少包括直流母线和交流母线，所述端口包括直流端口和交流端口，且所述直流母线对应连接所述直流端口，所述交流母线对应连接所述交流端口；
每条所述直流母线或所述交流母线对应连接有至少一个源荷设备，且至少一条所述直流母线或所述交流母线上连接有多个源荷设备。


2.根据权利要求1所述的一种交直流混合微电网，其特征在于，所述直流母线包括10kV直流母线和240V直流母线；
所述交流母线包括10kV交流母线和380V交流母线。


3.根据权利要求2所述的一种交直流混合微电网，其特征在于，任意一个所述端口的电压参数与对应的所述母线的电压参数相同。


4.根据权利要求2或3所述的一种交直流混合微电网，其特征在于，直流母线上连接的源荷设备至少包括光伏系统和直流负载设备；
且直流负载设备包括充电桩、直流空调和IT设备。


5.根据权利要求4所述的一种交直流混合微电网，其特征在于，240V直流母线上连接的源荷设备还包括混合储能系统；
所述光伏系统和混合储能系统各自通...

【专利技术属性】
技术研发人员：何建宗，赵树宏，李勇，魏志文，余江盛，黄匀飞，张永康，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，广东电网有限责任公司东莞供电局，
类型：发明
国别省市：广东;44