针对综合能源站的交直流微网路由器系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种针对综合能源站的交直流微网路由器系统，其特征是：包括交流子微网、高压直流子微网、低压直流子微网、通信电源子微网、交直流子微网接口变换器、高低压子微网接口变换器和通信子微网接口变换器，交流子微网通过交直流子微网接口变换器与高压直流子微网互联，高压直流子微网通过高低压子微网接口变换器与低压直流子微网互联，低压直流子微网通过通过通信子微网接口变换器与通信电源子微网互联。有益效果：交直流微网路由器作为综合能源站内低压能量枢纽，为各类交直流负荷提供了统一供电接口，可实现综合能源站内分布式发电的集中就地消纳；能够支撑较大容量规模的综合能源站交直流混合微电网。模的综合能源站交直流混合微电网。模的综合能源站交直流混合微电网。

AC / DC microgrid router system for integrated energy station

【技术实现步骤摘要】
针对综合能源站的交直流微网路由器系统


[0001]本技术属于电力电子变压器
，尤其涉及一种针对综合能源站的交直流微网路由器系统。

技术介绍

[0002]现有技术的交直流混合微电网主要是以电能路由器装置为核心。电能路由器装置具备各类即插即用接口，通常具有自治控制、远程协调、通信等功能。其基本特点是：
①
基于电力电子技术进行全柔性控制；
②
集成传统变压器、断路器、潮流控制装置和电能质量控制等装置；
③
可实现交直流混合微电网的无缝切换；
④
分布式电源、负荷的即插即用；
⑤
可实现数据通信和智能控制。因此，由电能路由器装置整合分布式电源及负荷所形成的供电单元是交直流混合微电网的一种主要实现方式。目前，投入实际运行的电能路由器装置的典型技术参数如表1所示，
[0003]表1电能路由器装置主要技术参数表
[0004][0005][0006]公知的电能路由器装置的主要缺陷是容量规模较小、可扩展性差、即插即用接口数量有限。在当前综合能源站应用场景中，对微网路由器装置提出了更高的要求：
①
需具备多种分布式电源及负荷接口，如常规光伏、薄膜光伏、风机、UPS电源、电动汽车充电桩、站内控制保护负荷、通信负荷等，满足上述多种分布式电源及负荷的大容量功率交换(MW级)需求；
②
需具备多种电压等级接口，由于综合能源站内负荷的多样性，微网路由器应提供较丰富的供电电压序列，通常需具备交流380V、220V，直流750V (
±
375V)、220V(110V)、48V等电
压等级，并提供较多即插即用接口；
③
考虑综合能源站内设备布置的多样化，站内微网路由器应能灵活布置，同时具备较好的经济性和配置灵活性。
[0007]由表1所示的电能路由器不能满足综合能源站应用场景中对微网路由器的技术要求。

技术实现思路

[0008]本技术是为了克服现有技术中的不足，提供一种针对综合能源站的交直流微网路由器系统，能够提供多电压等级接口和不间断供电能力，支撑综合能源站内多场景、多类型重要负荷的不间断供电，实现综合能源站内分布式电源消纳和站用变压器削峰填谷。
[0009]本技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种针对综合能源站的交直流微网路由器系统，其特征是：包括交流子微网、高压直流子微网、低压直流子微网、通信电源子微网、交直流子微网接口变换器、高低压子微网接口变换器和通信子微网接口变换器，
[0010]所述交流子微网提供380V电压等级交流母线以及负荷的接口；
[0011]所述高压直流子微网采用双极型接线，为充电桩、UPS电源及直流负荷供电；
[0012]所述低压直流子微网给综合能源站内控制、保护、信号、自动装置、 UPS设备提供低压直流电源；
[0013]所述通信电源子微网提供站内调度数据网负荷、远动负荷及通信设备负荷的供电；
[0014]所述交流子微网通过交直流子微网接口变换器与高压直流子微网互联，所述高压直流子微网通过高低压子微网接口变换器与低压直流子微网互联，所述低压直流子微网通过通信子微网接口变换器与通信电源子微网互联。
[0015]所述交流子微网的电压等级选择为380V。
[0016]所述交流子微网通过快速静态开关接入电网，实现与大电网能量交换、计划并/离网平滑切换及非计划孤岛平滑切换功能。
[0017]所述交流子微网设置两段380V交流母线，两端交流母线间不设置联络开关，构成直流系统双重化供电方式，满足UPS电源系统的供电。
[0018]所述高压直流子微网电压等级设置
±
375V两段高压直流母线，两段高压直流母线通过光储一体机接入分布式光伏发电和储能电池。
[0019]所述低压直流子微网采用两段直流母线联络接线，两段直流母线通过分段断路器用于低压直流母线的短时并列运行，每段直流母线配置1套模块化并联电池系统作为后备电源。
[0020]所述通信电源子微网电压等级为
‑
48V，采用两段单母线带联络接线。每组母线配置一组通信备用电池。
[0021]所述交直流子微网接口变换器采用电压源型双向变换器，变换器的交流侧接入交流子微网母线，其直流侧接入高压直流母线。
[0022]所述高低压子微网接口变换器采用单向降压BUCK变换器，变换器的高压侧接入高压直流母线，其低压侧接入低压直流母线。
[0023]所述通信子微网接口变换器采用多模块单向降压BUCK变换器，可以提高冗余度及
驱动48V开关。
[0024]有益效果：交直流微网路由器作为综合能源站内低压能量枢纽，为各类交直流负荷提供了统一供电接口，避免了综合能源站内各供电系统的冗余配置和重复投资，可实现综合能源站内分布式发电的集中就地消纳；能够支撑较大容量规模的综合能源站交直流混合微电网；在相同容量需求的情况下，交直流微网路由器采用预制舱式布置于户外，占用空间和所需投资均较大，且不便于扩建，可实现微网路由器的灵活布置。
附图说明
[0025]图1是本技术的连接示意图；
[0026]图2是本技术的整体结构连接图；
[0027]图3是图1中的交流子微网拓扑图；
[0028]图4是图1中的高压直流子微网连接图；
[0029]图5是图1中的低压直流子微网连接图；
[0030]图6是图1中的通信电源子微网连接图；
[0031]图7是电压源型双向变换器连接图；
[0032]图8是高低压子微网接口变换器连接图；
[0033]图9是多模块单向降压BUCK变换器连接图；
[0034]图10a是系统正常运行模式下的能量流动示意图；
[0035]图10b是交流电网失电模式下的能量流动示意图；
[0036]图10c是低压并联电池A检修模式的能量流动示意图；
[0037]图10d是低压并联电池B检修模式的能量流动示意图；
[0038]图10e是通信备用电池A检修模式的能量流动示意图；
[0039]图10f是通信备用电池B检修模式的能量流动示意图。
[0040]图中：
①
、交流子微网，
②
、高压直流子微网，
③
、低压直流子微网，
④
、通信电源子微网，
⑤
、交直流子微网接口变换器，
⑥
、高低压子微网接口变换器，
⑦
、通信子微网接口变换器。
具体实施方式
[0041]以下结合较佳实施例，对依据本技术提供的具体实施方式详述如下：详见附图1
‑
9，本实施例提供了一种针对综合能源站的交直流微网路由器系统，包括交流子微网
①
、高压直流子微网
②
、低压直流子微本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对综合能源站的交直流微网路由器系统，其特征是：包括交流子微网、高压直流子微网、低压直流子微网、通信电源子微网、交直流子微网接口变换器、高低压子微网接口变换器和通信子微网接口变换器，所述交流子微网提供380V电压等级交流母线以及负荷的接口；所述高压直流子微网采用双极型接线，为充电桩、UPS电源及直流负荷供电；所述低压直流子微网给综合能源站内控制、保护、信号、自动装置、UPS设备提供低压直流电源；所述通信电源子微网提供站内调度数据网负荷、远动负荷及通信设备负荷的供电；所述交流子微网通过交直流子微网接口变换器与高压直流子微网互联，所述高压直流子微网通过高低压子微网接口变换器与低压直流子微网互联，所述低压直流子微网通过通过通信子微网接口变换器与通信电源子微网互联。2.根据权利要求1所述的针对综合能源站的交直流微网路由器系统，其特征是：所述交流子微网的电压等级选择为380V。3.根据权利要求1或2所述的针对综合能源站的交直流微网路由器系统，其特征是：所述交流子微网通过快速静态开关接入电网，实现与大电网能量交换、计划并/离网平滑切换及非计划孤岛平滑切换功能。4.根据权利要求3所述的针对综合能源站的交直流微网路由器系统，其特征是：所述交流子微网设置两段380V交流母线，两端交流母线间不设置联络开关，构成直流系统双重化供电方式，满足UPS电源系统的供电。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李学斌，谷雨峰，陈世龙，张燚，龚博，
申请(专利权)人：中国能源建设集团天津电力设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：