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發(fā)明專利|國網(wǎng)系統(tǒng)提出的一種交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng)

2018-08-20 14:06:19 北極星輸配電網(wǎng)  點擊量: 評論 (0)
本發(fā)明實施例提出了一種交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng),該交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng)包括:直流微電網(wǎng)和至少兩個柔性變電站,柔性變電站包括:

摘要:本發(fā)明實施例提出了一種交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng),該交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng)包括:直流微電網(wǎng)和至少兩個柔性變電站,柔性變電站包括:高壓交流系統(tǒng)、高壓直流系統(tǒng)和低壓直流系統(tǒng),高壓交流系統(tǒng)與高壓直流系統(tǒng)之間、高壓直流系統(tǒng)與低壓直流系統(tǒng)之間、高壓交流系統(tǒng)與低壓直流系統(tǒng)之間分別相連,直流微電網(wǎng)包括:高壓直流母線和低壓直流母線,各柔性變電站的高壓直流系統(tǒng)之間通過高壓直流母線相連,各柔性變電站的低壓直流系統(tǒng)之間通過低壓直流母線相連,實現(xiàn)了負荷轉(zhuǎn)供和環(huán)網(wǎng)潮流均衡,保證了配電網(wǎng)的持續(xù)供電能力。

申請人:全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司 國家電網(wǎng)有限公司 國網(wǎng)冀北電力有限公司 國網(wǎng)北京市電力公司

發(fā)明人:楊士慧 劉海軍 徐向前 鄧占鋒 趙國亮 蔡林海 陸振綱 于弘洋 葛菁 宋潔瑩 周哲 尉志勇 張永征 劉宗燁 劉輝 吳林林 趙賀 李子衿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及柔性配電技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

配電網(wǎng)處于電力系統(tǒng)的末端,直接面向電力用戶,承擔著分配電能、服務(wù)客戶的重任。

當前,配電網(wǎng)建設(shè)相對滯后、調(diào)控手段有限,制約了配電網(wǎng)運行控制的靈活性,造成了饋線負荷不均衡、供電恢復(fù)時間長等問題;另一方面,配電網(wǎng)內(nèi)非線性、沖擊性負荷比重的增加,以及新能源滲透率的不斷提高,對配電網(wǎng)電能質(zhì)量和供電可靠性的保障手段提出了更高要求。配電網(wǎng)正面臨用電需求定制化和多樣化、分布式電源接入規(guī)模化、潮流協(xié)調(diào)控制復(fù)雜化等多方面的巨大挑戰(zhàn)。

當前,配電網(wǎng)建設(shè)相對滯后、調(diào)控手段有限,制約了配電網(wǎng)運行控制的靈活性,造成了饋線負荷不均衡、供電恢復(fù)時間長等問題;另一方面,配電網(wǎng)內(nèi)非線性、沖擊性負荷比重的增加,以及新能源滲透率的不斷提高,對配電網(wǎng)電能質(zhì)量和供電可靠性的保障手段提出了更高要求。配電網(wǎng)正面臨用電需求定制化和多樣化、分布式電源接入規(guī)模化、潮流協(xié)調(diào)控制復(fù)雜化等多方面的巨大挑戰(zhàn)

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述的分析,本發(fā)明實施例提出了一種交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng),用以解決現(xiàn)有技術(shù)無法無法保證配電網(wǎng)的持續(xù)供電能力的問題。

為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明實施例采用如下技術(shù)方案:

根據(jù)第一方面,本發(fā)明實施例提供了一種交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng),該交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng)包括:直流微電網(wǎng)和至少兩個柔性變電站;柔性變電站包括:高壓交流系統(tǒng)、高壓直流系統(tǒng)和低壓直流系統(tǒng),高壓交流系統(tǒng)與高壓直流系統(tǒng)之間、高壓直流系統(tǒng)與低壓直流系統(tǒng)之間、高壓交流系統(tǒng)與低壓直流系統(tǒng)之間分別相連;直流微電網(wǎng)包括:高壓直流母線和低壓直流母線;各柔性變電站的高壓直流系統(tǒng)之間通過高壓直流母線相連,各柔性變電站的低壓直流系統(tǒng)之間通過低壓直流母線相連。

結(jié)合第一方面,在第一方面第一實施方式中,上述柔性變電站還包括:低壓交流系統(tǒng),低壓交流系統(tǒng)與低壓直流系統(tǒng)相連,并通過機械電磁式變電站與高壓交流系統(tǒng)相連。

結(jié)合第一方面第一實施方式,在第一方面第二實施方式中,上述高壓交流系統(tǒng)設(shè)置有第一電壓變換模塊,用于將高壓交流電變換為高壓直流電,以及將高壓交流電變換為低壓直流電;高壓直流系統(tǒng)設(shè)置有第二電壓變換模塊,用于將高壓直流電變換為低壓直流電;低壓直流系統(tǒng)設(shè)置有第三電壓變換模塊,用于將低壓直流電變換為低壓交流電;低壓交流系統(tǒng)設(shè)置有第四電壓變換模塊,用于將低壓交流電變換為低壓直流電;低壓直流系統(tǒng)設(shè)置有第五電壓變換模塊,用于將低壓直流電變換為高壓直流電,以及將低壓直流電變換為高壓交流電;高壓直流系統(tǒng)設(shè)置有第六電壓變換模塊,用于將高壓直流電變換為高壓交流電。

結(jié)合第一方面第一實施方式或第一方面第二實施方式,在第一方面第三實施方式中,高壓交流系統(tǒng)通過機械電磁式變電站將高壓交流電變換為低壓交流電,低壓交流系統(tǒng)通過機械電磁式變電站將低壓交流電變換為高壓交流電。

結(jié)合第一方面,在第一方面第四實施方式中,上述直流微電網(wǎng)還包括:直流供電裝置、直流儲能裝置及直流負荷;直流供電裝置通過第一直流變流器接入低壓直流母線,通過低壓直流母線將電能傳輸至低壓直流系統(tǒng)或直流儲能系統(tǒng);直流儲能裝置通過第二直流變流器接入低壓直流母線,通過低壓直流母線接收低壓直流系統(tǒng)或直流供電裝置傳輸?shù)碾娔埽瑢⒌蛪褐绷飨到y(tǒng)或直流供電裝置傳輸?shù)碾娔苓M行存儲;當?shù)蛪褐绷飨到y(tǒng)發(fā)生故障時,直流供電裝置或直流儲能裝置向直流負荷傳輸電能;直流負荷通過第三直流變流器接入低壓直流母線,通過低壓直流母線接收低壓直流系統(tǒng)、直流供電裝置或直流儲能裝置傳輸?shù)碾娔堋?/p>

結(jié)合第一方面第四實施方式,在第一方面第五實施方式中,上述直流供電裝置為光伏發(fā)電裝置。

結(jié)合第一方面第四實施方式或第一方面第五實施方式,在第一方面第六實施方式中,上述直流儲能裝置包括:固定儲能裝置和移動儲能裝置。

結(jié)合第一方面,在第一方面第七實施方式中,上述交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng)還包括:

交流微電網(wǎng),交流微電網(wǎng)包括:高壓交流母線、低壓交流母線、交流供電裝置、交流儲能裝置及交流負荷;高壓交流母線與高壓交流系統(tǒng)相連,將高壓交流電傳輸至高壓交流系統(tǒng);交流供電裝置通過第一交流變流器接入低壓交流母線,通過低壓交流母線將電能傳輸至低壓交流系統(tǒng)或交流儲能系統(tǒng);交流儲能裝置通過第二交流變流器接入低壓交流母線,接收低壓交流系統(tǒng)或交流供電裝置傳輸?shù)碾娔埽瑢⒌蛪航涣飨到y(tǒng)或交流供電裝置傳輸?shù)碾娔苓M行存儲;當?shù)蛪航涣飨到y(tǒng)發(fā)生故障時,交流供電裝置或交流儲能裝置向交流負荷傳輸電能;交流負荷通過第三交流變流器接入低壓交流母線,接收低壓交流系統(tǒng)、交流供電裝置或交流儲能裝置傳輸?shù)碾娔堋?/p>

結(jié)合第一方面第七實施方式,在第一方面第八實施方式中,上述交流供電裝置為風力發(fā)電裝置。

本發(fā)明技術(shù)方案,與現(xiàn)有技術(shù)相比,至少具有如下優(yōu)點:

本發(fā)明實施例提出了一種交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng),該交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng)包括:直流微電網(wǎng)和至少兩個柔性變電站,柔性變電站包括:高壓交流系統(tǒng)、高壓直流系統(tǒng)和低壓直流系統(tǒng),高壓交流系統(tǒng)與高壓直流系統(tǒng)之間、高壓直流系統(tǒng)與低壓直流系統(tǒng)之間、高壓交流系統(tǒng)與低壓直流系統(tǒng)之間分別相連,上述直流微電網(wǎng)包括:高壓直流母線和低壓直流母線,各柔性變電站的高壓直流系統(tǒng)之間通過高壓直流母線相連,各柔性變電站的低壓直流系統(tǒng)之間通過低壓直流母線相連。本發(fā)明實施例提出的交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng)通過將柔性變電站的高壓交流系統(tǒng)、高壓直流系統(tǒng)及低壓直流系統(tǒng)互聯(lián)成環(huán),并通過高壓直流母線將各柔性變電站的高壓直流系統(tǒng)連接,通過低壓直流母線將各柔性變電站的低壓直流系統(tǒng)連接,從而形成基于柔性變電站的雙端雙環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu),各柔性變電站互為備用,當交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng)中的一個或者幾個柔性變電站出現(xiàn)故障時,除出現(xiàn)故障的柔性變電站之外,其他柔性變電站正常工作,實現(xiàn)了負荷轉(zhuǎn)供和環(huán)網(wǎng)潮流均衡,保證了配電網(wǎng)的持續(xù)供電能力。

發(fā)明專利要點簡析:

1 .一種交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng),其特征在于,包括:直流微電網(wǎng)和至少兩個柔性變電站;

所述柔性變電站包括:高壓交流系統(tǒng)、高壓直流系統(tǒng)和低壓直流系統(tǒng),所述高壓交流系統(tǒng)與高壓直流系統(tǒng)之間、所述高壓直流系統(tǒng)與低壓直流系統(tǒng)之間、所述高壓交流系統(tǒng)與低壓直流系統(tǒng)之間分別相連;

所述直流微電網(wǎng)包括:高壓直流母線和低壓直流母線;

各所述柔性變電站的高壓直流系統(tǒng)之間通過所述高壓直流母線相連,各所述柔性變電站的低壓直流系統(tǒng)之間通過所述低壓直流母線相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng),其特征在于,所述柔性變電站還包括:低壓交流系統(tǒng),所述低壓交流系統(tǒng)與所述低壓直流系統(tǒng)相連,并通過機械電磁式變電站與所述高壓交流系統(tǒng)相連。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng),其特征在于,所述高壓交流系統(tǒng)設(shè)置有第一電壓變換模塊,用于將高壓交流電變換為高壓直流電,以及將所述高壓交流電變換為低壓直流電;

所述高壓直流系統(tǒng)設(shè)置有第二電壓變換模塊,用于將所述高壓直流電變換為低壓直流電;

所述低壓直流系統(tǒng)設(shè)置有第三電壓變換模塊,用于將所述低壓直流電變換為低壓交流電;

所述低壓交流系統(tǒng)設(shè)置有第四電壓變換模塊,用于將低壓交流電變換為低壓直流電;

所述低壓直流系統(tǒng)設(shè)置有第五電壓變換模塊,用于將所述低壓直流電變換為高壓直流電,以及將所述低壓直流電變換為高壓交流電;

所述高壓直流系統(tǒng)設(shè)置有第六電壓變換模塊,用于將所述高壓直流電變換為高壓交流電。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng),其特征在于,所述高壓交流系統(tǒng)通過所述機械電磁式變電站將高壓交流電變換為低壓交流電,所述低壓交流系統(tǒng)通過所述機械電磁式變電站將低壓交流電變換為高壓交流電。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng),其特征在于,所述直流微電網(wǎng)還包括:直流供電裝置、直流儲能裝置及直流負荷;

所述直流供電裝置通過第一直流變流器接入所述低壓直流母線,通過所述低壓直流母線將電能傳輸至所述低壓直流系統(tǒng)或直流儲能系統(tǒng);

所述直流儲能裝置通過第二直流變流器接入所述低壓直流母線,通過所述低壓直流母線接收所述低壓直流系統(tǒng)或直流供電裝置傳輸?shù)碾娔埽瑢⑺龅蛪褐绷飨到y(tǒng)或直流供電裝置傳輸?shù)碾娔苓M行存儲;

當所述低壓直流系統(tǒng)發(fā)生故障時,所述直流供電裝置或直流儲能裝置向所述直流負荷傳輸電能;

所述直流負荷通過第三直流變流器接入所述低壓直流母線,通過所述低壓直流母線接收所述低壓直流系統(tǒng)、直流供電裝置或直流儲能裝置傳輸?shù)碾娔堋?/p>

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng),其特征在于,所述直流供電裝置為光伏發(fā)電裝置。

7 .根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng),其特征在于,所述直流儲能裝置包括:固定儲能裝置和移動儲能裝置。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng),其特征在于,還包括:交流微電網(wǎng),所述交流微電網(wǎng)包括:高壓交流母線、低壓交流母線、交流供電裝置、交流儲能裝置及交流負荷;

所述高壓交流母線與所述高壓交流系統(tǒng)相連,將高壓交流電傳輸至所述高壓交流系統(tǒng);

所述交流供電裝置通過第一交流變流器接入所述低壓交流母線,通過所述低壓交流母線將電能傳輸至所述低壓交流系統(tǒng)或交流儲能系統(tǒng);

所述交流儲能裝置通過第二交流變流器接入所述低壓交流母線,接收所述低壓交流系統(tǒng)或交流供電裝置傳輸?shù)碾娔埽瑢⑺龅蛪航涣飨到y(tǒng)或交流供電裝置傳輸?shù)碾娔苓M行存儲;

當所述低壓交流系統(tǒng)發(fā)生故障時,所述交流供電裝置或交流儲能裝置向所述交流負荷傳輸電能;

所述交流負荷通過第三交流變流器接入所述低壓交流母線,接收所述低壓交流系統(tǒng)、交流供電裝置或交流儲能裝置傳輸?shù)碾娔堋?/p>

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng),其特征在于,所述交流供電裝置為風力發(fā)電裝置。

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責任編輯:仁德財

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