本发明专利技术涉及电力电子及其控制技术领域，公开了一种一种用于交直流混合微电网的多端口电路变换系统，通过直流母线使直流负载、储能装置、分布式电源在交直流混合微网系统内部连接，减少交直流转换所带来的损耗，提高电能效率。多端口电路变换环节交流侧与电网可实现能量双向流动，直流侧与直流母线之间可实现能量双向流动。通过多端口电路变换，实现交直流双向能量变换，可以有效减少分布式电源对于电网的波动影响。的波动影响。的波动影响。
【技术实现步骤摘要】
一种用于交直流混合微电网的多端口电路变换系统
[0001]本专利技术涉及电力电子及其控制
，尤其涉及一种用于交直流混合微电网的多端口电路变换系统。
技术介绍
[0002]目前微电网方案大力发展，微电网既可以是独立的供电网络，也可以与大电网相连向大电网输送电能。越来越多的光伏、风电等分布式能源投入电网，由于分布式能源的间歇性与随机性的特点，新能源投入电网会造成电网波动。并且目前电网中出现众多直流负载，如直流充电桩，直流LED灯，直流电机等，如果在直流负载前增加整流装置连接380V电网，会经过多次电能变换增加电网损耗。
技术实现思路
[0003]本专利技术针对现有技术存在的不足和缺陷，提供了一种用于交直流混合微电网的多端口电路变换系统，通过直流母线使直流负载、储能装置、分布式电源在交直流混合微网系统内部连接，减少交直流转换所带来的损耗，提高电能效率。多端口电路变换环节交流侧与电网可实现能量双向流动，直流侧与直流母线之间可实现能量双向流动。通过多端口电路变换，实现交直流双向能量变换，可以有效减少分布式电源对于电网的波动影响。
[0004]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种用于交直流混合微电网的多端口电路变换系统，包括交流端口、直流端口、PCS变流器、380V隔离变压器、10/0.4kV交流变压器、10kV配电网；所述交流端口、直流端口分别设置断路器开关，实现该端口的分断及短路、过载保护，同时交直流端口分别设置预充电功能，防止上电瞬间对电网造成电流冲击；所述交流端口有两种工作模式：离网工作模式和并网工作模式，离网时，输出稳定的交流，直接供给本地负载使用；并网时，将交流输出并入电网，此时输出电压被大电网钳位，微网变流器输出指定大小的电流、功率，使电压、频率随负载波动而规律性变化，模仿大电网的同步发电机，分布式能源与电网发电机同步变化，实现虚拟同步机控制；交流端口既可用于三相并网运行，也可独立给交流负载供电，采用母线中点接回方案，既能满足三相对称负载情况又能满足三相不平衡负载带载要求；所述直流端口包括直流断路器、直流接触器、直流预充电单元；断路器具有直流母线分断、隔离、短路保护功能；直流接触器实现自动控制直流分断及配合预充电功能实现；直流预充电功能由预充电继电器和预充电阻串联实现；通过预充电功能，可以有效减少大电流对于设备母线电容的电流冲击；所述PCS变流器用于对直流微网进行控制，直流微网包括直流母线、直流负载、储能装置、分布式能源，直流母线与直流负载、储能装置、分布式能源相连接，使用PCS变流器对母线电压进行稳定电压控制，直流侧能源优先在支流微网内消耗，分布式能源输出电能到直流母线，直流母线电能高于负载消耗时，储能装置取电储能，直流母线电能不足时，储
能装置输出电能到支流母线上，通过PCS变流器对电能流动进行检测和控制；所述隔离变压器用于减少直流侧电能对电网电能质量的波动影响，通过隔离变压器，实现一次侧与二次侧之间电气完全绝缘，实现该回路实现隔离，同时利用其铁芯高频损耗大的特点，抑制高频次杂波传入主回路；所述交流变压器用于电压变换，可以实现交流10kV与交流380V之间的电压等级变换，将10kV母线与交流端口联系起来。
[0005]进一步地，所述直流微网电能输出大于负载使用时，可通过多端口电路变换反馈至交流侧微网，当电能满足交直流所有负载之后，可以向大电网输出电能。
[0006]进一步地，所述PCS变流器接受电网调度，与储能装置相配合，对电网进行削峰填谷的功能拓展。
[0007]进一步地，所述变流器作为主要控制器件，独立控制直流微电网，直流间电能相互变换；工作在逆变模式时，配合电网调度并网传输电能；电路检修时工作于孤岛模式，直流侧电能通过多端口电路变换输送给交流负载，缩小停电区域，减少停电时间。
[0008]进一步地，所述10kV配电网、直流母线电压超过设定的直流过压保护阈值时，系统触发直流过压保护，系统停机并发出告警。
[0009]进一步地，所述多端口电路变换系统具有过频、欠频保护，系统实时检测电网频率，当并网点频率超过47.5Hz～50.2Hz运行范围时，在0.2s内停机，停止向电网送电；当电网频率低于49.5Hz，或高于50.2Hz，此时处于停运状态的交直流微网变流器不得并网；在电网频率恢复到允许运行的电网频率时，交直流微网变流器应能重新启动运行。
[0010]进一步地，所述PCS变流器对直流端口电压实时检测，直流极性误接时，系统控制直流侧预充继电器及直流接触器不能吸合，并发出告警信息，待极性正确接入时，恢复正常工作；交流侧具有相序自适应功能，误接时自动识别相序与电网保持一致；相线与零线误接时系统具有自动保护功能，系统禁止启动，并给出告警信息，待接线调整后系统正常启动。
[0011]进一步地，所述多端口电路变换系统设计具备过载能力，本系统设计具备1.2倍过载能力，当过载1.3倍额定容量时长超过1min，系统触发过载保护功能，系统停机并给出告警信息。
[0012]进一步地，所述多端口电路变换系统支持短路保护，系统出现短路故障时，此时短路保护靠IGBT驱动电路触发短路保护功能，并将短路信息回传到控制系统，系统停机并发出告警信息，系统交流、直流端口同时配有断路器，具有短路保护功能，当系统中的电流超过断路器保护限值时，断路器自动关断。
[0013]进一步地，所述多端口电路变换系统具有孤岛检测功能，当系统检测到孤岛发生时自动保护停机，并发出告警信息。
[0014]进一步地，所述变流器具备RS485、以太网、4G通讯接口、LORA通讯、CAN总线通讯，具备故障告警监测、状态上报、信息上报以及远程控制，传输遥测、遥信、遥控信息，通过主站远程查看设备信息。
[0015]本专利技术的有益技术效果：通过直流母线使直流负载，储能装置，分布式电源在交直流混合微网系统内部连接，减少交直流转换所带来的损耗，提高电能效率。多端口电路变换环节交流侧与电网可实现能量双向流动，直流侧与直流母线之间可实现能量双向流动。通过多端口电路变换，可以有效减少分布式电源对于电网的波动影响。不同工作模式可以有
不同的应用场景。可以独立控制直流微电网，直流间电能相互变换；又可以工作在逆变模式，配合电网调度并网传输电能；电路检修时可以工作于孤岛模式，直流侧电能通过多端口电路变换输送给交流负载，缩小停电区域，减少停电时间。
附图说明
[0016]图1为本专利技术系统结构图。
[0017]图2为本专利技术中PCS变流器控制系统图。
[0018]图3为本专利技术离网转并网流程图。
[0019]图4为本专利技术并网转离网流程图。
实施方式
[0020]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不限定本专利技术。
实施例
[0021]如图1所示，一种用于交直流混合微电网的多端口电路变换系统，包括交流端口、直流端口、PCS变流器、本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于交直流混合微电网的多端口电路变换系统，其特征在于，包括交流端口、直流端口、PCS变流器、380V隔离变压器、10/0.4kV交流变压器、10kV配电网；所述交流端口、直流端口分别设置断路器开关，实现该端口的分断及短路、过载保护，同时交直流端口分别设置预充电功能，防止上电瞬间对电网造成电流冲击；所述交流端口有两种工作模式：离网工作模式和并网工作模式，离网时，输出稳定的交流，直接供给本地负载使用；并网时，将交流输出并入电网，此时输出电压被大电网钳位，微网变流器输出指定大小的电流、功率，使电压、频率随负载波动而规律性变化，模仿大电网的同步发电机，分布式能源与电网发电机同步变化，实现虚拟同步机控制；交流端口既可用于三相并网运行，也可独立给交流负载供电，采用母线中点接回方案，既能满足三相对称负载情况又能满足三相不平衡负载带载要求；所述直流端口包括直流断路器、直流接触器、直流预充电单元；断路器具有直流母线分断、隔离、短路保护功能；直流接触器实现自动控制直流分断及配合预充电功能实现；直流预充电功能由预充电继电器和预充电阻串联实现；通过预充电功能，可以有效减少大电流对于设备母线电容的电流冲击；所述PCS变流器用于对直流微网进行控制，直流微网包括直流母线、直流负载、储能装置、分布式能源，直流母线与直流负载、储能装置、分布式能源相连接，使用PCS变流器对母线电压进行稳定电压控制，直流侧能源优先在支流微网内消耗，分布式能源输出电能到直流母线，直流母线电能高于负载消耗时，储能装置取电储能，直流母线电能不足时，储能装置输出电能到支流母线上，通过PCS变流器对电能流动进行检测和控制；所述隔离变压器用于减少直流侧电能对电网电能质量的波动影响，通过隔离变压器，实现一次侧与二次侧之间电气完全绝缘，实现该回路实现隔离，同时利用其铁芯高频损耗大的特点，抑制高频次杂波传入主回路；所述交流变压器用于电压变换，可以实现交流10kV与交流380V之间的电压等级变换，将10kV母线与交流端口联系起来。2.根据权利要求1所述的一种用于交直流混合微电网的多端口电路变换系统，其特征在于，所述直流微网电能输出大于负载使用时，可通过多端口电路变换反馈至交流侧微网，当电能满足交直流所有负载之后，可以向大电网输出电能。3.根据权利要求1所述的一种用于交直流混合微电网的多端口电路变换系统，其特征在于，所述PCS变流器接受电网调度，与储能装置相配合，对电网进行削峰填谷的功能拓展。4.根据权利要求1所述的一种用于交直流混合微电网的多端口电路变换系统，其特征在于，所述变流器作为主要控制器件，独立控制直流微...
【专利技术属性】
技术研发人员：王海鑫，吴季超，王庆园，
申请(专利权)人：青岛鼎信通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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