一种基于终端用户的分级微电网组网装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于终端用户的分级微电网组网装置，涉及一种微电网组网装置。本实用新型专利技术的结构是：用户级微电网由微电网母线、配电网母线、负荷开关、电源开关、储能开关、微电网开关以及配电网开关组成，微电网母线为交流或直流母线；微电网母线通过微电网开关与社区级微电网连接，配电网母线通过配电网开关与配公用配电网连接；常规负荷与公用配电网连接，兼容负载通过负荷开关与微电网母线或配电网母线连接，分布电源通过电源开关与微电网母线连接，储能设备通过储能开关与微电网母线或配电网母线连接。本实用新型专利技术适用于使用光伏或风光互补设备进行分布式发电的终端用户的微电网组网。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种微电网组网装置，尤其涉及一种基于终端用户的分级微电网组网装置，具体涉及一种新能源领域中，使用光伏或风光互补设备进行分布式发电的终端用户的微电网组网结构。
技术介绍
随着全球能源形势的日益严峻，以太阳能及风光互补发电为主的新能源在发电领域中占有越来越重要的地位。目前，分布式发电设备的成本正在逐渐降低，国内的终端用户，特别是拥有独立房屋居民用户或小型工业、商用建筑的终端用户正越来越广泛地使用这些新能源发电设备。但太阳能、风能等新能源普遍具有不可靠性和不可预测性的特点，且储能元件和用户负荷的特性变化也具有一定的不确定性，因此整个装置的随机性较强。故将新能源发电设备直接接入配电网进行能量交换将给配电网带来一定的安全隐患。因此，通常需要将包括可再生新能源发电设备、储能设备、用户装置单独组成一个微电网。目前正在运行的大多数微电网的结构都是单级回馈型结构或单级自用型结构。单级回馈型结构是指用户将其分布式发电设备通过组网的方式连在一起，按照供电企业的要求使之符合分布式能源并网条件，例如一些工业厂区或大型建筑群；单级自用型结构是指发电设备直接和自用负荷连接，所发电能直接自用，例如一些汽车充电站和加油站等。这些结构的微电网运行方式较为有限，例如，回馈型微电网结构下，如果外界配电网故障停电，按照Q/GDW 666-2011《分布式电源接入配电网测试技术规范》中，非计划性孤岛保护的要求，微电网必须与外界配电网切断连接，在这种情况下，即使分布式能源设备能够正常工作，也无法向自有负荷供电。引发的供电企业方和用户方的纠纷较多。
技术实现思路
本技术的目的就在于克服现有微电网组网结构的缺点和不足，提供安全稳定、运行方式灵活、可满足供电企业和用户要求的一种基于终端用户的分级微电网组网装置。本技术的目的是这样实现的I、将微电网分为用户级微电网和社区级微电网社区级微电网的范围涵盖一个地域相对集中的商业区、建筑群和住宅小区等；用户级微电网的范围涵盖某个单独的用户用电范围，如独栋住宅和小型建筑等。2、将用户负荷分类将用户负荷按照电能质量以及电磁兼容的要求分为两类。 一类是对电能质量要求较高的，需满足“ IEC61000-2-4:2002”中第一级电能质量的要求，需要高质量和高稳定性的电源，例如旋转机械、制冷设备、需长期运行的设备等；将此类设备定义为常规设备Lr，这些设备固定接入供电公司提供的配电网，使用常规电力。另一类是对电能质量要求不高的设备，对供电电压和频率的稳定度和供电的稳定性等方面要求不高的，例如电子产品的充电设备、电加热设备等；将此类设备定义为兼容性设备Lc。兼容性设备Lc则通过双掷开关接入用户级的微电网。3、用户级微电网的构成用户级微电网主要由双路母线和开关构成，其中一路母线定义为微电网母线，与社区级微电网相连接，构成微电网回路；而另一路母线定义为配电网母线，与供电公司的配电网相连接，可提供可靠性较高的市政供电。而用户的兼容性负荷、储能设备则分别通过双掷开关连接到双路母线，分布式电源通过开关与微电网母线连接。4、微电网装置的运行方式根据需要，用户级微电网既可连接于上级微电网，也可以连接于配电网，也可使双母线同时带电。当用户级微电网中分布式电源的功率能够满足用户的用电负荷及充电要求时，用户级微电网处于平衡状态，用户可选择微电网孤立运行，与上级电网的连接均断开。当用户级微电网中分布式电源大于负荷Lc及储能元件Ce充电的要求，可将用户级微电网与社区级微电网连接，多余电能可以输送到社区级微电网上，供其他用户使用；相反，当用户级微电网中分布式能源不能满足自用的情况时，也可以连接到社区级微电网，使用来自其他用户的剩余电能。当整个社区级微电网中的分布式电源无法满足当前所有的用户兼容性负荷Lc时，可由微电网控制装置判别决定，将最合适的兼容性负荷Lc无缝切换到配电网供电。当整个社区级微电网中分布式电源的有剩余时，可将社区级微电网与配电网通过单一的公共耦合点(PCC)连接，在满足Q/GDW 666-2011《分布式电源接入配电网测试技术规范》所规定的分布式电能接入配电网要求的前提下，可向配电网反送电能。用户对于用户级微电网的运行方式拥有决定权，用户既可以按照自身意愿决定微电网的运行方式，也可以将微电网的控制交给自动化装置托管。5、微电网的电压等级和交直流设计本技术中所描述的微电网属于终端用户侧的低压微电网，其电压等级不超过400Vrmso根据需要，微电网母线既可以设计为交流母线，也可以设计为直流母线。当设计为交流母线时，社区级微电网为交流母线，则公共耦合点处配置同期调相装置，用户级微电网的微电网母线也为交流母线，负荷开关侧无需配置电能变换装置，电源开关侧需配置并网逆变装置，输出与微电网状态同步的交流电能到社区级微电网，储能开关侧需配置双向逆变器和充放电控制装置。当设计为直流母线时，社区级微电网为直流母线，则公共耦合点处配置并网逆变装置，用户级微电网的微电网母线也为直流母线，负荷开关侧需配置普通逆变装置，电源开关侧需配置电压稳定装置，以跟踪同步社区级微电网母线上的电压，储能开关侧需配置充放电控制装置。具体地说一、单用户交流微电网装置基本结构包括外部工作环境—公用配电网，设置有社区级微电网、用户级微电网、公共耦合点、常规负载、兼容负载、分布电源和储能设备，社区级微电网为交流母线；其连接关系是社区级微电网通过公共耦合点与公用配电网连接；用户级微电网由微电网母线、配电网母线、负荷开关、电源开关、储能开关、微电网开关以及配电网开关组成，微电网母线为交流母线；微电网母线通过微电网开关与社区级微电网连接，配电网母线通过配电网开关与公用配电网连接；常规负荷与公用配电网连接，兼容负载通过负荷开关与微电网母线或配电网母线连接，分布电源通过电源开关与微电网母线连接，储能设备通过储能开关140与微电网母线或配电网母线连接。二、单用户直流微电网装置单用户直流微电网装置的基本结构与单用户交流微电网装置的基本结构类似，社区级微电网为直流母线，微电网母线为直流母线。基本结构包括外部工作环境一公用配电网；设置有社区级微电网、用户级微电网、公共耦合点、常规负载、兼容负载、分布电源和储能设备，社区级微电网为直流母线；其连接关系是社区级微电网通过公共耦合点与公用配电网连接；用户级微电网由微电网母线、配电网母线、负荷开关、电源开关、储能开关、微电网开关以及配电网开关组成，微电网母线为直流母线；微电网母线通过微电网开关与社区级微电网连接，配电网母线通过配电网开关与公用配电网连接；常规负荷与公用配电网连接，兼容负载通过负荷开关与微电网母线或配电网母线连接，分布电源通过电源开关与微电网母线连接，储能设备通过储能开关与微电网母线或配电网母线连接。与现有技术相比，本技术具有以下优点和积极效果I、用户可对自有用户级微电网的运行选择运行方式；2、微电网运行方式灵活，可实现用户级微电网独立运行，社区级微电网联网运行，社区分布式能源向配电网反送电能等多种运行方式；3、使分布式能源尽可能的就地生产就地使用，尽可能地避免长距离的输送及储能带来的损耗和额外成本；4、在不增加过多的电能质量调整和控制设备的情况下，分类负荷的方式可使得分布式能源尽可能的得到利用。本实用新本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于终端用户的分级微电网组网装置，包括一种单用户交流微电网装置，其外部工作环境——公用配电网（900），其特征在于：设置有社区级微电网（800）、用户级微电网（100）、公共耦合点（700）、常规负载（Lr）、兼容负载（Lc）、分布电源（G）和储能设备（Ce），社区级微电网（800）为交流母线；其连接关系是：社区级微电网（800）通过公共耦合点（700）与公用配电网（900）连接；用户级微电网（100）由微电网母线（110a）、配电网母线（110b）、负荷开关（120）、电源开关（130）、储能开关（140）、微电网开关（150）以及配电网开关（160）组成，微电网母线（110a）为交流母线；微电网母线（110a）通过微电网开关（150）与社区级微电网（800）连接，配电网母线（110b）通过配电网开关（160）与公用配电网（900）连接；常规负荷（Lr）与公用配电网（900）连接，兼容负载（Lc）通过负荷开关（120）与微电网母线（110a）或配电网母线（110b）连接，分布电源（G）通过电源开关（130）与微电网母线（110a）连接，储能设备（Ce）通过储能开关（140）与微电网母线（110a）或配电网母线（110b）连接。...

【技术特征摘要】
1.一种基于终端用户的分级微电网组网装置，包括一种单用户交流微电网装置，其外部工作环境一公用配电网(900)，其特征在于设置有社区级微电网(800)、用户级微电网(100)、公共耦合点(700)、常规负载(Lr)、兼容负载(Lc)、分布电源(G)和储能设备(Ce)，社区级微电网(800)为交流母线；其连接关系是社区级微电网(800)通过公共耦合点(700)与公用配电网(900)连接；用户级微电网(100)由微电网母线(110a)、配电网母线(110b)、负荷开关(120)、电源开关(130)、储能开关(140)、微电网开关(150)以及配电网开关(160)组成，微电网母线(IlOa)为交流母线；微电网母线(IlOa)通过微电网开关(150)与社区级微电网(800)连接，配电网母线(IlOb)通过配电网开关(160)与公用配电网(900)连接；常规负荷(Lr)与公用配电网(900)连接，兼容负载(Lc)通过负荷开关(120)与微电网母线(IlOa)或配电网母线(IlOb)连接，分布电源(G)通过电源开关(130)与微电网母线(IlOa)连接，储能设备(Ce)通过储能开关(140)与微电网母线(IlOa)或配电网母线(IlOb)连接。2.基于权利要求I所述的一种基于终端用户的分级微电网组网装置，其特征在于独立运行模式常规负载(Lr)与公用配电网(900)连接；配电网母线(IlOb)与公用配电网(900)连接；兼容负载(Lc)、稳压装置(122)和微电网母线(IlOa)依次连接；分布电源(G)、DC/AC转换装置(132 )和微电网母线(I IOa)依次连接；储能设备(Ce )、逆变装置(142 )和微电网母线(IlOa)依次连接。3.基于权利要求I所述的一种基于终端用户的分级微电网组网装置，其特征在于向公用配电网反送电能运行模式常规负载(Lr)与公用配电网(900)连接；配电网母线(IlOb)与公用配电网(900)连接，微电网母线(IlOa)与社区级微电网(800)连接；兼容负载(Lc)、稳压装置(122)和配电网母线(I IOb)依次连接；分布式电源(G)、DC/AC转换装置(132)和微电网母线(I IOa)依次连接；储能设备(Ce)及逆变装置(142)与微电网母线(IlOa)断开。4.基于权利要求I所述的一种基于终端用户的分级微电网组网装置，其特征在于多用户交流微电网装置社区级微电网(800)联网运行模式包括N个单用户交流微电网装置，N为自然数；共用公用配电网(900)、社区级微电网(800)和公共耦合点(700)；所有联网运行用户的分布电源(n-G)、DC/AC装置(n-132)和微电网母线(n_110a)依次连接；所有联网运行用户的兼容性负载(n-Lc)、稳压装置(n-122)和微电网母线(n-llOa)依次连接；所有联网运行用户的储能设备(n-Ce)、逆变装置(n-142)和微电网母线(n-110a)依次连接；微电网母线(n-110a)与社区级微电网(800)连接，配电网母线(n-llOb)与公用配电网(900)连接；并网开关(710)断开。5.基于权利要求I所述的一种基于终端用户的分级微电网组网装置，其特征在于多用户交流微电网装置用户级微电网(100)向公用配电网反送电能模式包括N个单用户交流微电网装置，N为自然数；公用配电网(900)、社区级微电网(800)和公共耦合点(700)； 所有联网运行用户的分布电源(n_G)、DC/AC装置(n-132)和微电网母线(n-110a)依次连接；所有联网运行用户的兼容性负载(n-Lc)、稳压装置(n-122)和配电网母线(n_110b)依次连接；微电网母线(η-llOa)与社区级微电网(800)连接，配电网母线(n-110b)与公用配电网(900)连接；并网开关(710)闭合。6.一种基于终端用户的分...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷鸣，丁凯，李伟，
申请(专利权)人：湖北省电力公司电力试验研究院，
类型：实用新型
国别省市：