一种中低压直流配电网架构系统以及方法和控制器设备技术方案

本发明专利技术公开了一种中低压直流配电网架构系统以及方法和控制器设备，属于直流配电网技术领域。现有直流配电网技术中，适用场景比较单一，影响了直流配电网供电效率以及供电可靠性，也会影响系统稳定性，不利于推广使用。本发明专利技术的一种中低压直流配电网架构系统，通过设置链式中低压直流配电网架构、两端中压直流配电网拓扑架构、环形低压直流配电网架构和网格低压直流配电网架构，并通过直流变压器或/和多端口直流变换器相连接，以实现功率互济，形成能适用于多种场景的中低压直流配电网架构系统，从而能够应对中低压用户的大量无序接入，确保了直流配电网供电效率以及供电可靠性；并且本发明专利技术能够适用多种场景，系统稳定性好，利于推广使用。于推广使用。于推广使用。

【技术实现步骤摘要】
一种中低压直流配电网架构系统以及方法和控制器设备


[0001]本专利技术涉及一种中低压直流配电网架构系统以及方法和控制器设备，属于直流配电网


技术介绍

[0002]与交流配电网相比，直流配电网在可靠性、输电容量和潮流控制等方面具有优势。在20世界80年代开始，高压直流输电技术已经开始应用。近年来，由于分布式新能源的容量拓展与直流负载的增加，中低压直流配电网在全球范围内被进行了广泛研究。
[0003]中国专利(CN106875288A)提供一种柔性中压直流配电网系统架构的统一设计方法，包括梳理柔性中压直流配电网的应用方向和需求，确定所述柔性中压直流配电网的接入对象；根据接入对象的类型、电压等级和容量，确定柔性中压直流配电网的主回路结构、电压等级和容量；确定柔性中压直流配电网的运行方式；确定各类换流器的运行方式及技术要求；对各类换流器进行选型，明确主换流器的拓扑结构；对主接线方式进行选型，明确主接线方式；对接线方式进行选型，明确接地方式。
[0004]但上述方案，没有涉及低压直流配电网系统架构，由于低压直流配电网的直流用户可直接通过变换器从直流母线上取电，故用户比较分散，用电量起伏也比较大；大量直流用户的无序接入同时也给直流配电网的规划和运行带来了很多的不确定性因素，从而影响了直流配电网供电效率以及供电可靠性；因而上述方案无法适用于低压直流配电网的直流用户，适用场景比较单一，也会影响系统稳定性，不利于推广使用。
[0005]本
技术介绍
中公开的信息仅用于理解本专利技术构思的背景，因此它可以包括不构成现有技术的信息。

技术实现思路

[0006]针对上述问题或上述问题之一，本专利技术的目的一在于提供一种通过设置链式中低压直流配电网架构、两端中压直流配电网拓扑架构、环形低压直流配电网架构和网格低压直流配电网架构，并通过直流变压器或/和多端口直流变换器相连接，以实现功率互济，形成能适用于多种场景的中低压直流配电网架构系统，从而能够应对中低压用户的大量无序接入，确保了直流配电网供电效率以及供电可靠性的中低压直流配电网架构系统。
[0007]针对上述问题或上述问题之一，本专利技术的目的二在于提供一种构建能适用于中低压场景的中低压直流配电网控制方法，方案科学、合理，切实可行，能够应对中低压用户的大量无序接入，确保了直流配电网供电效率以及供电可靠性，系统稳定性好，利于推广使用的中低压直流配电网控制方法。
[0008]针对上述问题或上述问题之一，本专利技术的目的三在于提供一种能够应对中低压用户的大量无序接入，确保了直流配电网供电效率以及供电可靠性，系统稳定性好，利于推广使用的中低压直流配电网架构系统以及方法和控制器设备。
[0009]为实现上述目的之一，本专利技术的第一种技术方案为：
[0010]一种中低压直流配电网架构系统，包括链式中低压直流配电网架构、两端中压直流配电网拓扑架构、环形低压直流配电网架构和网格低压直流配电网架构；
[0011]链式中低压直流配电网架构包括一个电源端子一和若干出线端，形成放射状出线结构；
[0012]各个出线端通过DC/DC变换器一为直流型负荷提供电能，或/和通过DC/AC变换器一为交流型负荷提供电能；
[0013]两端中压直流配电网拓扑架构包括两个电源端子二、风力发电单元二、光伏发电单元二和储能设备二，其通过储能设备二来实现工业园区的不间断供电；
[0014]两个电源端子二之间通过多段直流母线二互联；
[0015]环形低压直流配电网架构包括两个或多个电源端子三、风力发电单元三和储能设备三，其将可再生能源所发电能聚集到低压直流配电网，用于附近负荷的消纳；
[0016]电源端子三之间通过环形组网相连；
[0017]网格低压直流配电网架构包括两个或多个电源端子四、风力发电单元四、光伏发电单元四和储能设备四；
[0018]电源端子四之间通过多个环形组网相连；
[0019]链式中低压直流配电网架构、两端中压直流配电网拓扑架构、环形低压直流配电网架构和网格低压直流配电网架构通过直流变压器或/和多端口直流变换器相连接，以实现功率互济，形成能适用于多种场景的中低压直流配电网架构系统。
[0020]本专利技术经过不断探索以及试验，通过设置链式中低压直流配电网架构、两端中压直流配电网拓扑架构、环形低压直流配电网架构和网格低压直流配电网架构，并通过直流变压器或/和多端口直流变换器相连接，以实现功率互济，形成能适用于多种场景的中低压直流配电网架构系统，从而能够应对中低压用户的大量无序接入，确保了直流配电网供电效率以及供电可靠性；并且本专利技术能够适用多种场景，系统稳定性好，利于推广使用。作为优选技术措施：
[0021]多段直流母线二之间通过开关二和直流断路器二相连，各段直流母线二通过DC/DC变换器二向直流型负荷提供电能，或/和通过DC/AC变换器二向交流型负荷提供电能；
[0022]风力发电单元二通过AC/DC变换器二和DC/DC变换器二向直流组网提供可再生能源；
[0023]光伏发电单元二和储能设备二通过DC/DC变换器二向直流组网提供可再生能源。
[0024]作为优选技术措施：
[0025]环形组网包括若干段直流母线三，其通过开关三和直流断路器三进行连接；
[0026]当某一段直流母线三发生故障时，通过直流断路器三和开关三将发生故障的直流母线三隔离，使得剩余直流母线三正常工作；
[0027]各段直流母线三通过DC/DC变换器三向直流负荷提供电能，通过DC/AC变换器三向交流负荷提供电能；
[0028]风力发电单元三通过AC/DC和DC/DC变换器三向直流组网提供可再生能源；
[0029]光伏发电单元三和储能设备三通过DC/DC变换器三向直流组网提供可再生能源。
[0030]作为优选技术措施：
[0031]环形组网之间通过开关四和直流断路器四进行连接，用于实现高可靠性供电；
[0032]当某一段线路发生故障时，通过直流断路器四和开关四将发生故障的环形组网部分隔离，剩余环形组网正常工作，以提高直流组网工作可靠性，各个环形组网通过DC/DC变换器四向直流型负荷提供电能，通过DC/AC变换器四向交流型负荷提供电能；
[0033]风力发电单元四通过AC/DC变换器四和DC/DC变换器四向直流组网提供可再生能源；
[0034]光伏发电单元四和储能设备四通过DC/DC变换器四向直流组网提供可再生能源。
[0035]为实现上述目的之一，本专利技术的第二种技术方案为：
[0036]一种中低压直流配电网架构系统，包括链式中低压直流配电网架构、两端中压直流配电网拓扑架构、环形低压直流配电网架构和网格低压直流配电网架构；
[0037]链式中低压直流配电网架构包括一个电源端子一和若干出线端，形成放射状出线结构；
[0038]各个出线端通过DC/DC变换器一为直流型负荷提供电能，或/和通过DC/AC变换器一为交流型负荷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中低压直流配电网架构系统，其特征在于，包括链式中低压直流配电网架构、两端中压直流配电网拓扑架构、环形低压直流配电网架构和网格低压直流配电网架构；链式中低压直流配电网架构包括一个电源端子一和若干出线端，形成放射状出线结构；各个出线端通过DC/DC变换器一为直流型负荷提供电能，或/和通过DC/AC变换器一为交流型负荷提供电能；两端中压直流配电网拓扑架构包括两个电源端子二、风力发电单元二、光伏发电单元二和储能设备二，其通过储能设备二来实现工业园区的不间断供电；两个电源端子二之间通过多段直流母线二互联；环形低压直流配电网架构包括两个或多个电源端子三、风力发电单元三和储能设备三，其将可再生能源所发电能聚集到低压直流配电网，用于附近负荷的消纳；电源端子三之间通过环形组网相连；网格低压直流配电网架构包括两个或多个电源端子四、风力发电单元四、光伏发电单元四和储能设备四；电源端子四之间通过多个环形组网相连；链式中低压直流配电网架构、两端中压直流配电网拓扑架构、环形低压直流配电网架构和网格低压直流配电网架构通过直流变压器或/和多端口直流变换器相连接，以实现功率互济，形成能适用于多种场景的中低压直流配电网架构系统。2.如权利要求1所述的一种中低压直流配电网架构系统，其特征在于，多段直流母线二之间通过开关二和直流断路器二相连，各段直流母线二通过DC/DC变换器二向直流型负荷提供电能，或/和通过DC/AC变换器二向交流型负荷提供电能；风力发电单元二通过AC/DC变换器二和DC/DC变换器二向直流组网提供可再生能源；光伏发电单元二和储能设备二通过DC/DC变换器二向直流组网提供可再生能源。3.如权利要求1所述的一种中低压直流配电网架构系统，其特征在于，环形组网包括若干段直流母线三，其通过开关三和直流断路器三进行连接；当某一段直流母线三发生故障时，通过直流断路器三和开关三将发生故障的直流母线三隔离，使得剩余直流母线三正常工作；各段直流母线三通过DC/DC变换器三向直流负荷提供电能，通过DC/AC变换器三向交流负荷提供电能；风力发电单元三通过AC/DC和DC/DC变换器三向直流组网提供可再生能源；光伏发电单元三和储能设备三通过DC/DC变换器三向直流组网提供可再生能源。4.如权利要求1所述的一种中低压直流配电网架构系统，其特征在于，环形组网之间通过开关四和直流断路器四进行连接，用于实现高可靠性供电；当某一段线路发生故障时，通过直流断路器四和开关四将发生故障的环形组网部分隔离，剩余环形组网正常工作，以提高直流组网工作可靠性，各个环形组网通过DC/DC变换器四向直流型负荷提供电能，通过DC/AC变换器四向交流型负荷提供电能；风力发电单元四通过AC/DC变换器四和DC/DC变换器四向直流组网提供可再生能源；光伏发电单元四和储能设备四通过DC/DC变换器四向直流组网提供可再生能源。
5.一种中低压直流配电网架构系统，其特征在于，包括链式中低压直流配电网架构、两端中压直流配电网拓扑架构、环形低压直流配电网架构和网格低压直流配电网架构；链式中低压直流配电网架构包括一个电源端子一和若干出线端，形成放射状出线结构；各个出线端通过DC/DC变换器一为直流型负荷提供电能，或/和通过DC/AC变换器一为交流型负荷提供电能；两端中压直流配电网拓扑架构包括两个电源端子二、风力发电单元二、光伏发电单元二和储能设备二，其通过储能设备二来实现工业园区的不间断供电；两个电源端子二之间通过多段直流母线二互联；多段直流母线二之间通过开关二和直流断路器二相连，各段直流母线二通过DC/DC变换器二向直流型负荷提供电能，或/和通过DC/AC变换器二向交流型负荷提供电能；风力发电单元二通过AC/DC变换器二和DC/DC变换器二向直流组网提供可再生能源；光伏发电单元二和储能设备二通过DC/DC变换器二向直流组网提供可再生能源；环形低压直流配电网架构包括两个或多个电源端子三、风力发电单元三和储能设备三，其将可再生能源所发电能聚集到低压直流配电网，用于附近负荷的消纳；电源端子三之间通过环形组网相连，环形组网包括若干段直流母线三，其通过开关三和直流断路器三进行连接；当某一段直流母线三发生故障时，通过直流断路器三和开关三将发生故障的直流母线三隔离，使得剩余直流母线三正常工作；各段直流母线三通过DC/DC变换器三向直流负荷提供电能，通过DC/AC变换器三向交流负荷提供电能；风力发电单元三通过AC/DC和DC/DC变换器三向直流组网提供可再生能源；光伏发电单元三和储能设备三通过DC/DC变换器三向直流组网提供可再生能源；网格低压直流配电网架构包括两个或多个电源端子四、风力发电单元四、光伏发电单元四和储能设备四；电源端子四之间通过多个环形组网相连，环形组网之间通过开关四和...

【专利技术属性】
技术研发人员：许烽，霍群海，黄晓明，陆承宇，周国华，邓华威，陆翌，王松，丁超，方芳，孙文文，陈明，尹靖元，阮黎翔，沈奕菲，曹文斌，朱晋，钱政旭，李心宇，吴文博，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所国网浙江省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：