面向交直流混合供电方式的定制电力系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种面向交直流混合供电方式的定制电力系统及其控制方法，系统包括第一直流母线分段、第二直流母线分段和第三直流母线分段；以及第一交流母线分段、第二交流母线分段和第三交流母线分段；交流母线分段由对应的交流供电单元供电，并且交流母线分段均通过变流器给对应的直流母线分段供电；还包括对电压连续性的敏感程度依次降低的第一类直流/交流负载、第二类直流/交流负载和第三类直流/交流负载，其中给第一交流母线分段供电和给第二交流母线分段供电的两个供电单元之间设置有快速切换开关，快速切换开关在二者中任一个供电单元发生暂降时启动切换，实现了对交直流混合供电方式下电能质量的综合治理和连续供电能力保障。力保障。力保障。

【技术实现步骤摘要】
面向交直流混合供电方式的定制电力系统及其控制方法


[0001]本专利技术实施例涉及电力电子
，尤其涉及一种面向交直流混合供电方式的定制电力系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]电能的质量不仅关系到电网企业的安全经济运行，也影响到用户的安全运行和产品质量，随着现代科学技术的发展，电力用户对电能质量的要求不断提高。定制电力技术是应用现代电力电子和控制技术，把大功率电力电子技术和配电自动化技术综合起来，以用户对电力可靠性和电能质量要求为依据，为用户配置所需要的电力。
[0003]在用电终端，直流供电方式因能更好接纳风电、光伏等可再生电能接入和储能的配置，以及更高的供电效率越来越得到广泛应用，交直流混合供电的方式也正在成为更加高效节能的供电方式。传统的定制电力技术都是针对交流供电，致力于改善交流供电质量，随着交直流混合供电方式的兴起也急需在交流和直流侧差异化定制的方式。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种面向交直流混合供电方式的定制电力系统及其控制方法，以实现在交直流混合供电方式下，对交直流侧负载差异化的供电方式的电能质量的治理和连续供电能力保障。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种面向交直流混合供电方式的定制电力系统，包括：
[0006]直流母线和交流母线；所述直流母线包括第一直流母线分段、第二直流母线分段和第三直流母线分段；所述交流母线包括第一交流母线分段、第二交流母线分段和第三交流母线分段；其中，所述第一直流母线分段通过第一变流器与所述第一交流母线分段连接，所述第二直流母线分段通过第二变流器与所述第二交流母线分段连接，所述第三直流母线分段通过第三变流器与所述第三交流母线分段连接；所述第一变流器、第二变流器以及第三变流器用于将交流母线上的交流电整流成直流电并提供给所述直流母线，或在交流供电中断时将直流侧的电源逆变成交流电供给交流母线；
[0007]供电单元，所述供电单元包括第一交流供电单元、第二交流供电单元和第三交流供电单元，所述第一交流供电单元与所述第一直流母线分段连接，所述第二交流供电单元与所述第二直流母线分段连接，所述第三交流供电单元与所述第三直流母线分段连接；其中，所述第一交流供电单元与所述第二交流供电单元之间设置快速切换开关，并在第一交流供电单元或第二交流供电单元发生暂将时启动切换；
[0008]交流负载单元和直流负载单元；所述直流负载单元包括对电压连续性的敏感程度依次降低的第一类直流负载、第二类直流负载和第三类直流负载；所述交流负载单元包括对供电连续性的敏感程度依次降低的第一类交流负载、第二类交流负载和第三类交流负载；所述第一类直流负载、第二类直流负载和第三类直流负载分别与第一直流母线分段、第
二直流母线分段和第三直流母线分段一一对应连接；所述第一类交流负载、第二类交流负载和第三类交流负载分别与第一交流母线分段、第二交流母线分段和第三交流母线分段一一对应连接。
[0009]可选的，所述供电单元还包括：
[0010]混合储能单元，所述混合储能单元与所述第一直流母线分段连接；所述混合储能单元用于在所述第一交流供电单元发生暂降时向所述第一直流母线分段供电；
[0011]其中，所述混合储能单元包括蓄电池和第一超导储能子单元，所述蓄电池用于在系统正常运行时进行充电以备用放电，所述第一超导储能子单元用于稳定第一直流母线分段上的直流电压和消除直流纹波，以及在蓄电池投运时进行瞬态大电流补偿以减少蓄电池的冲击并延长其使用寿命；
[0012]所述第二直流母线分段还与第二超导储能子单元电连接，所述第二超导储能子单元用于稳定第二直流母线分段上的直流电压，以及消除直流纹波。
[0013]可选的，所述供电单元还包括：
[0014]发电机组，所述发电机组与所述交流母线电连接，所述发电机组用于在所述第一交流供电单元和所述第二交流供电单元均发生供电中断，且第一直流母线上所连接的蓄电池剩余电量小于第一预设值时，向所述第一交流母线分段、第二交流母线分段、第一直流母线分段和第二直流母线分段供电；
[0015]所述第一交流母线分段与所述第二交流母线分段之间设置有第一母线联络开关，所述第一母线联络开关用于在所述发电机组向所述交流母线供电时闭合所述第一交流母线分段与所述第二交流母线分段。
[0016]可选的，所述第一直流母线分段与所述第二直流母线分段之间设置有第二母线联络开关；所述第二母线联络开关用于在所述第一变流器发生故障后，闭合所述第一直流母线分段与所述第二直流母线分段，以使第二直流母线分段向所述第一直流母线分段供电；或在所述第二变流器发生故障后，闭合所述第一直流母线分段与所述第二直流母线分段，以使第一直流母线分段向所述第二直流母线分段供电；
[0017]所述混合储能单元还用于在所述第一变流器发生故障后并且所述第二母线联络开关闭合前，向所述第一直流母线分段供电。
[0018]可选的，所述供电单元还包括光伏供电单元和/或风机供电单元；所述光伏供电单元和/或风机供电单元与所述第三直流母线分段电连接；
[0019]所述第三交流母线分段与所述第二交流母线分段之间设置有第三母线联络开关；所述第三母线联络开关用于在所述第一交流供电单元和所述第二交流供电单元均发生供电中断，所述第一直流母线分段、所述第二直流母线分段储能释放完毕，以及柴油发电机组的剩余燃料小于第二预设值时，闭合所述第三交流母线分段与所述第二交流母线分段，以使第三交流母线分段对所有负荷供电；
[0020]所述第三直流母线分段与所述第二直流母线分段之间设置有第四母线联络开关；所述第四母线联络开关用于在光伏供电单元和/或风机供电单元向第三直流母线分段的供电量大于第三直流负载对风和/或光能源的消耗量时，闭合所述第三直流母线分段与所述第二直流母线分段，以使光伏供电单元和/或风机供电单元向第二直流母线分段以及第一直流母线分段供电。
[0021]可选的，所述第一类直流负载串联有超导限流器，所述超导限流器用于对流向第一类直流负载在发生接地短路故障时进行限流，保证负载连续运行而不跳闸；
[0022]所述第二类交流负载包括谐波敏感负载和暂降敏感负载；所述谐波敏感负载与有源滤波器并联连接，有源滤波器用于对供给所述谐波敏感负载的电压进行滤波；所述暂降敏感负载串联有动态电压恢复器，以应对电压暂降或负荷冲击对所述暂降敏感负载的影响。
[0023]第二方面，本专利技术实施例提供了一种定制电力系统的控制方法，用于控制第一方面任一所述的面向交直流混合供电方式的定制电力系统，方法包括：
[0024]在第一交流供电单元、第二交流供电单元和第三交流供电单元正常供电状态时，控制第一变流器将第一交流母线分段上的交流电整流成直流电并提供给第一直流母线分段，控制第二变流器将第二交流母线分段上的交流电整流成直流电并提供给第二直流母线分段，以及控制第三变流器将第三交流母线分段上的交流电整流成直流电并提供给第三直流母线分段；
[0025]若第一交流供电单元或第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向交直流混合供电方式的定制电力系统，其特征在于，包括：直流母线和交流母线；所述直流母线包括第一直流母线分段、第二直流母线分段和第三直流母线分段；所述交流母线包括第一交流母线分段、第二交流母线分段和第三交流母线分段；其中，所述第一直流母线分段通过第一变流器与所述第一交流母线分段连接，所述第二直流母线分段通过第二变流器与所述第二交流母线分段连接，所述第三直流母线分段通过第三变流器与所述第三交流母线分段连接；所述第一变流器、第二变流器以及第三变流器用于将交流母线上的交流电整流成直流电并提供给所述直流母线，或在交流供电中断时将直流侧的电源逆变成交流电供给交流母线；供电单元，所述供电单元包括第一交流供电单元、第二交流供电单元和第三交流供电单元，所述第一交流供电单元与所述第一直流母线分段连接，所述第二交流供电单元与所述第二直流母线分段连接，所述第三交流供电单元与所述第三直流母线分段连接；其中，所述第一交流供电单元与所述第二交流供电单元之间设置有快速切换开关，快速切换开关用于在第一交流供电单元或第二交流供电单元发生暂将时启动切换；交流负载单元和直流负载单元；所述直流负载单元包括对电压连续性的敏感程度依次降低的第一类直流负载、第二类直流负载和第三类直流负载；所述交流负载单元包括对供电连续性的敏感程度依次降低的第一类交流负载、第二类交流负载和第三类交流负载；所述第一类直流负载、第二类直流负载和第三类直流负载分别与第一直流母线分段、第二直流母线分段和第三直流母线分段一一对应连接；所述第一类交流负载、第二类交流负载和第三类交流负载分别与第一交流母线分段、第二交流母线分段和第三交流母线分段一一对应连接。2.根据权利要求1所述的面向交直流混合供电方式的定制电力系统，其特征在于，所述供电单元还包括：混合储能单元，所述混合储能单元与所述第一直流母线分段连接；所述混合储能单元用于在所述第一交流供电单元发生暂降时向所述第一直流母线分段供电；其中，所述混合储能单元包括蓄电池和第一超导储能子单元，所述蓄电池用于在系统正常运行时进行充电以备用放电，所述第一超导储能子单元用于稳定第一直流母线分段上的直流电压和消除直流纹波，以及在蓄电池投运时进行瞬态大电流补偿以减少蓄电池的冲击并延长其使用寿命；所述第二直流母线分段还与第二超导储能子单元电连接，所述第二超导储能子单元用于稳定第二直流母线分段上的直流电压，以及消除直流纹波。3.根据权利要求2所述的面向交直流混合供电方式的定制电力系统，其特征在于，所述供电单元还包括：发电机组，所述发电机组与所述第二交流母线分段电连接，所述发电机组用于在所述第一交流供电单元和所述第二交流供电单元均发生供电中断，且第一直流母线上所连接的蓄电池剩余电量小于第一预设值时，向所述第一交流母线分段、第二交流母线分段、第一直流母线分段和第二直流母线分段供电；所述第一交流母线分段与所述第二交流母线分段之间设置有第一母线联络开关，所述第一母线联络开关用于在所述发电机组向所述交流母线供电时闭合所述第一交流母线分段与所述第二交流母线分段。
4.根据权利要求2所述的面向交直流混合供电方式的定制电力系统，其特征在于，所述第一直流母线分段与所述第二直流母线分段之间设置有第二母线联络开关；所述第二母线联络开关用于在所述第一变流器发生故障后，闭合所述第一直流母线分段与所述第二直流母线分段，以使第二直流母线分段向所述第一直流母线分段供电；或在所述第二变流器发生故障后，闭合所述第一直流母线分段与所述第二直流母线分段，以使第一直流母线分段向所述第二直流母线分段供电；所述混合储能单元还用于在所述第一变流器发生故障后并且所述第二母线联络开关闭合前，向所述第一直流母线分段供电。5.根据权利要求3所述的面向交直流混合供电方式的定制电力系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凯亮，李俊辉，吴新雄，钟锦星，孔慧超，赵力，梁耀林，刘宗扬，余江盛，张育宾，廖一键，叶永光，肖亚克，何干龙，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司东莞供电局，
类型：发明
国别省市：