CN110829508A

CN110829508A - 一种适用于“多站融合”的“两交一直”混联微网结构

Info

Publication number: CN110829508A
Application number: CN201911041760.6A
Authority: CN
Inventors: 卢小龙; 孙志云; 谢彬; 徐婷婷; 谷昕; 钟怡
Original assignee: China Energy Engineering Group Hunan Electric Power Design Institute Co Ltd
Current assignee: China Energy Engineering Group Hunan Electric Power Design Institute Co Ltd
Priority date: 2019-10-30
Filing date: 2019-10-30
Publication date: 2020-02-21

Abstract

一种适用于“多站融合”的“两交一直”混联微网结构，由交流子微网1、交流子微网2以及一个直流子微网混联形成；所述交流子微网1分别通过电源变换装置和连接点1与直流子微网相连接，交流子微网2通过连接点2与直流子微网相连接；连接点1和连接2均为DC/AC变换装置，连接点2为连接点1的备用电源点，连接点2的能量只能单向流动，仅在连接点1故障时对直流子微网迅速支撑电压；交流子微网2包括2号储能兼站用变压器、400V/380V隔离变压器、储能电池、AC/DC变换装置；2号储能兼站用变压器分别连接有外网、400V/380V隔离变压器以及AC/DC变换装置，AC/DC变换装置连接有储能电池。本发明可靠性高，覆盖面广、融合度深且经济性优。

Description

一种适用于“多站融合”的“两交一直”混联微网结构

技术领域

本发明涉及混联微网结构技术领域，具体涉及一种适用于“多站融合”的“两交一直”混联微网结构。

背景技术

随着能源行业的发展，能源结构形式较传统已经发生了巨大的变革，“坚持绿色低碳引领，壮大清洁能源产业，推动高质量发展”的能源战略布局已将分布式能源和微电网供电技术的发展推到了新时代的前沿。国家能源局近年来连续出台《关于推进新能源微电网示范项目建设的指导意见》、《配电网建设改造行动计划（2015—2020年）的通知》等文件，旨在大幅提升电网接纳新能源及多元负荷的能力，探寻适应新能源发展的微电网技术及运营管理体制。当前，对微网关键技术的研究、多种形式微电网建设模式的探索已经成为能源行业的前进方向。

新型智慧能源站的推广和建设将打破我国目前各能源体系“各自为政”的局面，将多种不同形式能源和数据需求通过智慧能源站“化零为整”，是探索创建能源共享经济新业态的基石。因此，大力发展综合智慧能源站建设成为目前电力行业发展的必然趋势，新型智慧能源站的系统地位及多样化社会服务属性决定了其相较传统变电站的重大变革。作为未来区域性的重要能源综合体，综合能源站主要凸显以下几大功能：

（1）在为区域内各类高负荷需求客户提供稳定、可靠的电力供应的传统方式之余，能同时高效为区域内客户提供冷、热等多种能源供应服务。通过“微电网”和“微能网”，一站式解决区域内多种能源形式需求；

(2)为区域高精尖制造、大容量仓储物流等高新企业提供大规模、高可靠数据支撑服务；

(3)为区域内多种形式的清洁低碳化能源提供友好无歧视接入服务；

(4)为社会提供电动汽车充电服务并实现电动汽车与电网的友好互动；

(5)带动智能电网和电力物联网产业链上下游共同发展，打造共建共治共赢的能源电力生态圈和能源互联网生态圈，与全社会共享发展成果。

目前的智慧能源站的可靠性低，不能做到负荷的统筹平衡，融合度不深，设备利用率低，覆盖面窄，能效低，因此系统适应性差，且成本投资高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供可靠性高，覆盖面广、融合度深且经济性优的一种适用于“多站融合”的“两交一直”混联微网结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种适用于“多站融合”的“两交一直”混联微网结构，由交流子微网1、交流子微网2以及一个直流子微网混联形成；所述交流子微网1分别通过电源变换装置和连接点1与直流子微网相连接，所述交流子微网2通过连接点2与直流子微网相连接；交流子微网1与直流子微网通过连接点1可实现双向能量流动，形负荷互补，光伏等清洁能源能通过直流子微网和交流子微网1实现就地全消纳。

进一步的，所述连接点1和连接点2为DC/AC变换装置，所述连接点2为连接点1的备用电源点，连接点2的能量只能单向流动，仅在连接点1故障时对直流子微网迅速支撑电压；保证750V直流母线双端供电，提高可靠性。

进一步的，所述交流子微网1包括1号储能兼站用变压器、400V/380V隔离变压器、储能电池、AC/DC变换装置；所述1号储能兼站用变压器分别连接有外网、400V/380V隔离变压器以及AC/DC变换装置，所述AC/DC变换装置连接有储能电池。

进一步的，所述交流子微网2包括2号储能兼站用变压器、400V/380V隔离变压器、储能电池、AC/DC变换装置；所述2号储能兼站用变压器分别连接有外网、400V/380V隔离变压器以及AC/DC变换装置，所述AC/DC变换装置连接有储能电池。

进一步的，所述直流子微网包括与交流子微网1相连接的电源变换装置，750V直流母线、220V直流母线，所述电源变换装置包括AC380V/DC750V变换装置和AC380V/DC220V变换装置，所述AC380V/DC750V变换装置与数据中心相连接，所述AC380V/DC220V变换装置与220V直流母线相连接，所述750V直流母线分别与连接点1和连接点2相连接；融合变电站常规220V直流电源系统，保证该混联微网将全站交直流负荷统筹覆盖，一体管控。

进一步的，所述750V直流母线均通过DC/DC变换装置连接有数据中心、超级电容、全站户内照明、充电桩和光伏能源。

进一步的，所述220V直流母线均通过DC/DC变换装置连接有保护测控电源、通信电源和超级电容。

进一步的，所述交流子微网1通过400V/380V隔离变压器连接有数据中心空调1、电池仓空调以及变电站交流负荷；所述交流子微网2通过400V/380V隔离变压器连接有数据中心空调2、交流充电桩以及变电站交流负荷。

本发明的有益效果是：

1.可靠性高：实现交直流混合供电，两个交流子微网通过直流子微网实现互联互备，经建模仿真计算，该微网方案供电可靠性可达99.9999%；两个交流子微网采用380V电压等级、单母线接线，交流子微网涵盖变电站传统交流负荷、数据中心、储能系统空调等全站所有交流负荷。两个交流子微网分别与直流子微网连接，形成混联微网群的互联互备，寻求分布式能源最优化消纳途径，实现全站交直流负荷就地统筹平衡，保证微网在孤岛情况下也能安全稳定运行，为全站交直流负荷提供安全、优质、稳定的供电；

2.覆盖面广：将全站交直流负荷统筹全纳入微网群中，实现“一体构建、统一管理”；同时为清洁能源营造优质消纳环境；选择单极网络以简化结构及控制策略。所有AC/DC、DC/DC等电力电子元件采用模块化冗余配置，利用简单高效的拓扑形式，自然而然的简化了直流子微网保护和控制策略，消除由于结构复杂、逻辑繁琐造成的微网保护误动、拒动、过动等不利因素，大大增加网架可靠性；

3.融合度深：将储能系统与交直流子微网深度融合，整合储能变压器与站用变压器，整合站内常规直流电源系统，取消UPS电源，最大化利用设备，提高能效；优化配置储能，最大程度发挥储能在调峰、调频等不同场景的作用。储能均直接从交流子微网接入10kV交流主网，减少转换环节，同时最大化利用储能充放电特性，复用深放区间容量作为直流子微网备用，保持各储能单元运行策略一致，方便协同控制，提高设备使用效率；

4.经济性优：针对目前微网和直流等设备参数型号单一，设备造价偏高的问题，增强微网自身适应性，所有设备均选用较为常规的参数形式和规格，既满足多种功能需求，也能适用与工程实际运用；该微网方案秉持模块化建设理念，后期扩建可方便按一期方案模块化复制。匹配能源站本期及远期规模及建设时序，灵活适应运行条件及外部分布式能源接入与内部负荷变化，因地制宜调整远期微网扩展方式，减少一期工程投资。

附图说明

图l是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细说明：

如图1所示，一种适用于“多站融合”的“两交一直”混联微网结构的实施例，由交流子微网1、交流子微网2以及一个直流子微网混联形成；交流子微网1分别通过电源变换装置和连接点1与直流子微网相连接，交流子微网1包括1号储能兼站用变压器、400V/380V隔离变压器、储能电池、AC/DC变换装置；1号储能兼站用变压器分别连接有外网、400V/380V隔离变压器以及AC/DC变换装置，AC/DC变换装置连接有储能电池，交流子微网1通过400V/380V隔离变压器连接有数据中心空调1、电池仓空调以及变电站交流负荷；。

交流子微网2通过连接点2与直流子微网相连接；连接点1和连接点2为DC/AC变换装置，连接点2为连接点1的备用电源点，连接点2的能量只能单向流动，仅在连接点1故障时对直流子微网迅速支撑电压；交流子微网2包括2号储能兼站用变压器、400V/380V隔离变压器、储能电池、AC/DC变换装置；2号储能兼站用变压器分别连接有外网、400V/380V隔离变压器以及AC/DC变换装置，AC/DC变换装置连接有储能电池；交流子微网2通过400V/380V隔离变压器连接有数据中心空调2、交流充电桩以及变电站交流负荷。

直流子微网包括与交流子微网1相连接的电源变换装置，750V直流母线、220V直流母线，电源变换装置包括AC380V/DC750V变换装置和AC380V/DC220V变换装置，AC380V/DC750V变换装置与数据中心相连接，AC380V/DC220V变换装置与220V直流母线相连接，750V直流母线分别与连接点1和连接点2相连接；750V直流母线均通过DC/DC变换装置连接有数据中心、超级电容、全站户内照明、充电桩和光伏能源；220V直流母线均通过DC/DC变换装置连接有保护测控电源、通信电源和超级电容。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应当视为在本发明的保护范围之内。

说明书中未详细说明的内容属于本领域技术人员熟知的现有技术。

Claims

1.一种适用于“多站融合”的“两交一直”混联微网结构，其特征在于，由交流子微网1、交流子微网2以及一个直流子微网混联形成；所述交流子微网1分别通过电源变换装置和连接点1与直流子微网相连接，所述交流子微网2通过连接点2与直流子微网相连接。

2.根据权利要求1所述的一种适用于“多站融合”的“两交一直”混联微网结构，其特征在于，所述连接点1和连接点2为DC/AC变换装置，所述连接点2为连接点1的备用电源点，连接点2的能量只能单向流动，仅在连接点1故障时对直流子微网迅速支撑电压。

3.根据权利要求1或2所述的一种适用于“多站融合”的“两交一直”混联微网结构，其特征在于，所述交流子微网1包括1号储能兼站用变压器、400V/380V隔离变压器、储能电池、AC/DC变换装置；所述1号储能兼站用变压器分别连接有外网、400V/380V隔离变压器以及AC/DC变换装置，所述AC/DC变换装置连接有储能电池。

4.根据权利要求3所述的一种适用于“多站融合”的“两交一直”混联微网结构，其特征在于，所述交流子微网2包括2号储能兼站用变压器、400V/380V隔离变压器、储能电池、AC/DC变换装置；所述2号储能兼站用变压器分别连接有外网、400V/380V隔离变压器以及AC/DC变换装置，所述AC/DC变换装置连接有储能电池。

5.根据权利要求4所述的一种适用于“多站融合”的“两交一直”混联微网结构，其特征在于，所述直流子微网包括与交流子微网1相连接的电源变换装置，750V直流母线、220V直流母线，所述电源变换装置包括AC380V/DC750V变换装置和AC380V/DC220V变换装置，所述AC380V/DC750V变换装置与数据中心相连接，所述AC380V/DC220V变换装置与220V直流母线相连接，所述750V直流母线分别与连接点1和连接点2相连接。

6.根据权利要求5所述的一种适用于“多站融合”的“两交一直”混联微网结构，其特征在于，所述750V直流母线均通过DC/DC变换装置连接有数据中心、超级电容、全站户内照明、充电桩和光伏能源。

7.根据权利要求6所述的一种适用于“多站融合”的“两交一直”混联微网结构，其特征在于，所述220V直流母线均通过DC/DC变换装置连接有保护测控电源、通信电源和超级电容。

8.根据权利要求7所述的一种适用于“多站融合”的“两交一直”混联微网结构，其特征在于，所述交流子微网1通过400V/380V隔离变压器连接有数据中心空调1、电池仓空调以及变电站交流负荷；所述交流子微网2通过400V/380V隔离变压器连接有数据中心空调2、交流充电桩以及变电站交流负荷。