CN112636354B - 工业园区交直流混合配电系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种工业园区交直流混合配电系统及工业园区交直流混合配电方法。所述工业园区交直流混合配电系统的分布式电源装置、交流母线整流和储能装置分别设定为不同的电压等级，分布式电源装置电压等级最高，交流母线整流电压等级其次，储能装置电压等级最低。实现当直流母线的电压处于第一电压和第二电压之间时，所述分布式电源装置向所述中间直流环节供电，当直流母线的电压处于第二电压和第三电压之间时，所述交流母线向所述整流器供电，当直流母线的电压小于第三电压时，所述储能装置向所述中间直流环节供电，由此可见，不管分布式电源装置、交流母线或储能装置工作故障都不会造成变频器类负载的停运，极大提高了变频器负载的供电可靠性。

Description

工业园区交直流混合配电系统

技术领域

本申请涉及交直流混合配电技术领域，特别是涉及一种工业园区交直流混合配电系统及工业园区交直流混合配电方法。

背景技术

工业园区是一个国家或区域的政府根据自身经济发展的内在要求，通过行政手段划出一块区域，聚集各种生产要素，在一定空间范围内进行科学整合，提高工业化的集约强度，突出产业特色，优化功能布局，使之成为适应市场竞争和产业升级的现代化产业分工协作生产区。

随着工业园区工业自动化程度不断的提高，出现了越来越多的变频器类负载，如：压缩机、电动机和水泵等，为了保证变频器类负载的正常运作，对变频器类负载的供电可靠性的要求也逐渐提高。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高对变频器类负载供电可靠性的工业园区交直流混合配电系统和工业园区交直流混合配电方法。

第一方面，提供了一种工业园区交直流混合配电系统，其特征在于，用于向变频器供电，该变频器包括整流器、中间直流环节和逆变器，该工业园区交直流混合配电系统包括：直流母线、交流母线、分布式电源装置、储能装置、整流装置，其中

该分布式电源装置与该直流母线连接，该储能装置与该直流母线连接，该交流母线通过该整流装置与该直流母线连接，该交流母线与该整流器输入端连接，该直流母线与该中间直流环节连接，该交流母线的电压来源于电网，该整流装置用于将该交流母线的交流电进行整流处理，向该直流母线供电；

该分布式电源装置的电压等级为第一电压，交流母线整流的电压等级为第二电压，该储能装置的电压等级为第三电压，其中，该第一电压大于该第二电压，该第二电压大于该第三电压，当直流母线的电压处于该第一电压和第二电压之间时，该分布式电源装置向该中间直流环节供电，当直流母线的电压处于该第二电压和第三电压之间时，该交流母线向该整流器供电，当直流母线的电压小于该第三电压时，储能装置向该中间直流环节供电。

在其中一个实施例中，该分布式电源装置包括：分布式发电模组和分布式发电变换器，该分布式发电变换器的输入端与该分布式发电模组连接，输出端与该直流母线连接，其中，

该分布式发电模组用于利用可再生能源进行发电并供能至该分布式发电变换器；

该分布式变换器用于将该分布式发电模组产生的电能进行处理后向该直流母线供电。

在其中一个实施例中，该分布式发电模组包括光伏发电单元，该光伏发电单元与该分布式发电变换器连接，该光伏发电单元采用最大功率点跟踪控制方式将光能转变为电能，该电能经该分布式发电变换器处理后向该直流母线供电。

在其中一个实施例中，该分布式发电变换器包括BOOST升压电路，该BOOST升压电路的输入端与分布式发电模组连接，该BOOST升压电路的输出端与直流母线连接，用于使输出至直流母线的电压高于从分布式发电模组输入的电压。

在其中一个实施例中，该储能装置包括：储能单元和储能变换器，该储能变换器的输入端与该储能单元连接，该储能变换器的输出端与该直流母线连接，其中，

该储能单元存储有电能；

该储能变换器用于将该储能单元的电能进行处理后向该直流母线供电。

在其中一个实施例中，该储能变换器包括推挽移相全桥双向DC/DC变换器，该推挽移相全桥双向DC/DC变换器的一端与该储能单元连接，另一端与该直流母线连接，用于对该储能单元的充电或放电进行控制。

在其中一个实施例中，该整流装置、分布式发电变换器和储能变换器与该直流母线可拔插连接。

在其中一个实施例中，该整流装置包括维也纳整流变换器，该维也纳整流变换器的一端与该交流母线连接，另一端与该直流母线连接，用于实现交流母线向直流母线供电。

在其中一个实施例中，该直流母线的电压值为540V，该交流母线的电压值为380V。

第二方面，提供了一种工业园区交直流混合配电方法，其特征在于，包括：

分布式电源装置通过直流母线向变频器的中间直流环节供电；

检测该直流母线的电压，当直流母线的电压表征分布式电源装置的发电量不足时，检测交流母线是否正常工作；

若该交流母线工作正常，则该交流母线向该变频器的整流器供电，若该交流母线工作不正常，则储能装置通过该直流母线向变频器的中间直流环节供电。

上述工业园区交直流混合配电系统和工业园区交直流混合配电方法，分布式电源装置、交流母线整流和储能装置分别设定为不同的电压等级，分布式电源装置电压等级最高，交流母线整流电压等级其次，储能装置电压等级最低。实现当直流母线的电压处于第一电压和第二电压之间时，所述分布式电源装置向所述中间直流环节供电，当直流母线的电压处于第二电压和第三电压之间时，所述交流母线向所述整流器供电，当直流母线的电压小于第三电压时，所述储能装置向所述中间直流环节供电，由此可见，不管分布式电源装置、交流母线或储能装置工作故障都不会造成变频器类负载的停运，极大提高了变频器负载的供电可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为第一实施例中工业园区交直流混合配电系统的拓扑图；

图2为第二实施例中工业园区交直流混合配电系统的拓扑图；

图3为一个实施例中BOOST升压电路的拓扑图；

图4为第三实施例中工业园区交直流混合配电系统的拓扑图；

图5为一个实施例中推挽移相全桥双向DC/DC变换器拓扑图；

图6为一个实施例中维也纳整流变换器的电路结构；

图7为第四实施例中工业园区交直流混合配电系统的拓扑图；

图8为一个实施例中工业园区交直流混合配电方法的流程示意图。

附图标记说明：102-直流母线，104-交流母线，106-分布式电源装置，108-储能装置，110-整流装置，112-整流器，114-中间直流环节，116-逆变器，202-光伏发电单元，204-分布式发电变换器，402-储能单元，404-储能变换器，702-工业园区厂房或者办公楼。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。

空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

配电网有交流配电网、直流配电网以及交直流混合配电网三种形式，直流配电网可以很好的接纳分布式电源，而且输送容量大、控制灵活、电能质量高，但是直流配电网在实际的应用过程中需要大量使用电力电子变换器，导致系统复杂、高耗损以及高成本。分布式电源可实现可再生能源的有效利用，与环境兼容性好，因而将分布式电源使用于配电网得到越来越多的关注，但是传统的配电网，即交流配电网不利于分布式电源的接入。

交直流混合配电网作为一种新型配电方式，可以在保留传统交流配电方式的优势的基础上充分发挥直流配电网的优势，即直流配电网可以更好的接纳分布式电源。

在我国，工业园区作为区域经济发展的新焦点，如雨后春笋般兴盛起来，不少工业园取得了经济效益，甚至成为区域形象工程，随着工业园区工业自动化程度不断提高，出现了越来越多的变频器类负载，因此，如何保证工业园区配电网对变频器类负载供电的高可靠性越来越得到关注。

基于以上原因，本发明提供了一种保证工业园区内变频器类负载的高可靠供电的工业园区交直流混合配电系统。

在本申请第一实施例中，如图1所示，提供了一种工业园区交直流混合配电系统，用于向变频器100供电，包括：直流母线102、交流母线104、分布式电源装置106、储能装置108和整流装置110。

具体的，变频器100全称为变频驱动器，驱动相应的负荷工作，如压缩机、电动机和水泵等，这一类负载统称为变频器类负载。变频器100主要分成四个部分，整流器112、中间直流环节114、逆变器116和控制单元(图1中未示出)。

具体的，整流器112用于将输入的交流电变换为直流电。中间直流环节114主要包括电感器和电容器，用于调节整流器112的直流电。逆变器116用于将经过整流和调节的电流逆变成频率和幅度可调的交流电，以驱动相应的变频器类负载。控制单元用于控制整流器112、中间直流环节114和逆变器116，以响应外部控制信号提供正确的输出。

应解释的，因为变频器类负载运行需要依靠变频器100驱动，所以提高向变频器供电的可靠性，可以达到提高向变频器类负载供电的可靠性。

具体的，分布式电源装置106与直流母线102连接，储能装置108与直流母线102连接，交流母线104通过整流装置110与直流母线102连接，具体的，交流母线104与整流装置110的AC端连接，直流母线102与整流装置110的DC端连接。交流母线104与整流器112的输入端连接，直流母线102与中间直流环节114连接。

具体的，交流母线104的电压来源于电网，整流装置110用于将交流母线104的交流电进行整流处理，向直流母线102供电。

具体的，分布式电源装置106的电压等级为第一电压，交流母线104整流的电压等级为第二电压，储能装置108的电压等级为第三电压。具体的，第一电压>第二电压>第三电压。

具体的，当直流母线102的电压处于第一电压与第二电压之间时，分布式电源装置103向中间直流环节114供电，当直流母线102的电压处于第二电压和第三电压之间时，交流母线104向整流器112供电，当直流母线102的电压小于第三电压时，储能装置108向中间直流环节114供电。

上述工业园区交直流混合配电系统的分布式电源装置106、交流母线104整流和储能装置108分别设定为不同的电压等级，分布式电源装置106电压等级最高，交流母线104整流电压等级其次，储能装置108电压等级最低。实现当直流母线102的电压处于第一电压和第二电压之间时，分布式电源装置106向中间直流环节114供电，当直流母线102的电压处于第二电压和第三电压之间时，交流母线104向整流器112供电，当直流母线102的电压小于第三电压时，储能装置108向中间直流环节114供电。

由上述分析可知，分布式电源装置106的电压等级最高，即优先选用分布式电源装置106为变频器100供电，有利于优先消纳新能源，提高供电的经济性。

进一步的，储能装置108的电压等级最低，在本申请实施例的工业园区交直流混合配电系统中，储能装置108作为应急电源，可以提高配电系统向变频器100供电的可靠性。

进一步的，在本申请的工业园区交直流混合配电系统中，在交流母线104和/或电网出现电压暂降时，通过交、直流供电方式的切换，保证了变频器100的正常运行，即保证了变频器类负载的正常运行。

由此可见，不管分布式电源装置106、交流母线104或储能装置108任一一项或者任两项工作故障都不会造成变频器类负载的停运，极大提高了变频器类负载的供电可靠性。

正如上述描述，分布式电源可实现可再生能源的有效利用，与环境兼容性好，有利于提高配电系统的经济性，那么下述实施例将提供一种分布式电源装置，用于为变频器供电。

在本申请一个可选实施例中，分布式电源装置包括：分布式发电模组和分布式发电变换器。具体的，分布式发电变换器的输入端与分布式发电模组连接，输出端与直流母线连接。

具体的，分布式发电模组用于利用可再生能源进行发电并供能至分布式发电变换器。分布式发电变换器用于将分布式发电模组产生的电能进行处理后向直流母线供电。

可选的，分布式发电模组包括风力发电仪。风能是一种清洁无公害的可再生能源，风力发电仪把风的动能转为电能，并将产生的电能输送至分布式发电变换器。可选的，分布式发电变换器包括整流器，用于将分布式发电模组产生的电能进行整流处理。

具体的，在分布式发电模组包括风力发电仪的情况下，因为风能不稳定，所以风力发电仪的输出量为变化的交流电，要使风力发电仪向直流母线供电，需要通过整流器对风力发电仪输出的交流电进行整流处理后，才能实现向直流母线供电。

在本申请第二实施例中，如图2所示，分布式发电模组包括光伏发电单元202。具体的，光伏发电单元202与分布式发电变换器连接。光伏发电单元202将光能转变为电能，并将产生的电能输送至分布式发电变换器。可选的，光伏发电单元202采用最大功率点跟踪控制方式将光能转变为电能，电能经分布式发电变换器处理后向直流母线供电。本申请实施例采用最大功率点跟踪控制方式将光能转变为电能，得到最大输出功率，可以提高光伏发电单元202的发电效率，提高系统的经济性。

在本申请第二实施例中，如图2所示，分布式发电变换器204包括BOOST升压电路。具体的，BOOST升压电路的输入端与分布式发电模组连接，BOOST升压电路的输出端与直流母线102连接，用于使输出至直流母线102的电压高于从分布式发电模组输入的电压，使分布式发电模组输出电压满足直流母线102电压的要求。具体的，BOOST升压电路包括：电感、开关管、二极管和电容。如图3所示，为本申请一个可选实施例中的BOOST升压电路的拓扑图，开关管为N沟道MOS管，工作原理为：当开关管Q闭合后电感L将电能转换为磁场能储存起来，当开关管Q断开后，电感L将储存的磁场能转换为电场能，该电场能和输入的电能叠加后通过二极管D1和电容C滤波后得到平滑的直流电压提供给直流母线。由此可知，提供给直流母线的直流电压是分布式发电模组的输入电压和电感的磁场能转换为电能的叠加后形成的，所以输出电压高于输入电压，完成升压过程。可选的，分布式发电变换器包括交错并联BOOST电路，可以减小输出电流纹波并提高升压比。

在本申请一个可选实施例中，在分布式发电模组包括光伏发电单元的情况下，分布式发电变换器集成最大功率点跟踪(MPPT)和直流/直流(DC/DC)变换功能，简化了传统的两级实现方案，即一级实现MPPT，一级实现电力电子变换的实现方案，使得分布式发电变换器更加经济、紧凑。

可选的，分布式发电模组可以包括风力、太阳能、潮汐、生物质或小水电发电仪其中的一个或多个。可选的，分布式发电变换器可以包括升压电路或整流电路其中的一个或两个。

可以理解，上述分布式电源装置还可以采用其他形式，而不限于上述实施例已经提到的形式，只要其能够实现将可再生能源转换成电能，向变频器供电的功能即可。

当交流母线和/或电网出现电压暂降时，本申请提供的工业园区交直流混合配电系统除了分布式电源装置可以保证变频器的正常运行，储能装置也可以保证变频器的正常运行，上述实施例介绍了分布式电源装置，那么下述实施例将介绍储能装置。

如图4所示，在本申请第三实施例中，储能装置包括储能单元402和储能变换器404。具体的，储能变换器404的输入端与储能单元402连接，储能变换器404的输出端与直流母线102连接。具体的，储能单元402存储有电能，储能变换器404用于将储能单元402的电能进行处理后向直流母线102供电。可选的，储能单元402包括蓄电池。

在本申请一个可选实施例中，储能变换器404包括推挽移相全桥双向DC/DC变换器。具体的，推挽移相全桥双向DC/DC变换器的一端与储能单元402连接，另一端与直流母线102连接。在本申请一个可选实施例中，如图5所示，为推挽移相全桥双向DC/DC变换器拓扑图。具体的，推挽移相全桥双向DC/DC变换器内部有高频隔离变压器、隔直电容、谐振电感、滤波电容、MOS管以及其寄生二极管和寄生电容。具体的，高频变压器T1实现了原副边的电气隔离，同时实现了直流母线和储能单元的电气隔离，即直流母线的接地故障不能传递到储能单元一侧，储能单元一侧的接地故障也不能传递到直流母线一侧。通过高频变压器T1减少了直流母线和储能单元之间的相互干扰，避免直流母线或储能单元出现接地现象时，整个配电系统受到影响而不能正常工作。在本申请一个可选实施例中，本申请的配电系统还包括绝缘监测装置，绝缘监测装置用于检测直流母线或储能单元对地绝缘状况，当直流母线和/或储能单元发生接地，发出警报，提醒管理人员及时维修或处理，避免保护装置跳闸停电的现象发生，提高了实施例中的工业园区交直流混合配电系统的安全性和可靠性。可选的，储能单元包括蓄电池组。

具体的，推挽移相全桥双向DC/DC变换器用于对储能单元的充电或放电进行控制。在本申请一个可选实施例中，当分布式电源装置提供的电量过大时，即此时变频器无法完全消耗分布式电源装置的发电量，推挽移相全桥双向DC/DC变换器控制储能单元进行充电，将多余的电量存储起来。当直流母线的电压小于第三电压时，推挽移相全桥双向DC/DC变换器控制储能单元进行放电，保证变频器类负荷正常运行。通过推挽移相全桥双向DC/DC变换器对储能单元进行充放电管理，可以有效提高分布式电源装置的电能的利用率，保证了变频器类负荷正常运行。

请参见图1，直流母线102和交流母线104无法直接连接，两者需要通过整流装置110进行连接，下述实施例将介绍一种整流装置110的结构。

在本申请一个可选实施例中，如图6所示，为维也纳(VIENNA)整流变换器的电路结构。维也纳整流变换器电路结构简单，开关管数量少，并且在同等整流电压情况下，能有效降低开关的电压应力。

如上述实施例描述，当采用不同的分布式发电模组，对应的分布式发电变换器有所不同，此时要对分布式发电变换器进行更换。又或者当整流装置和/或储能变换器发生故障时，为了保证工业园区交直流混合配电网的正常运行，需要对整流装置和/或储能变换器进行维修或更替，如果分布式发电变换器、整流装置和储能变换器与直流母线的连接是不可拆卸的，将不利于工业园区交直流混合配电网的灵活使用。

具体的，在本申请一个可选实施例中，整流装置、分布式发电变换器和储能变换器与直流母线可拔插连接。可选的，整流装置、分布式发电变换器和储能变换器与直流母线是热插拔式连接。应理解的，热插拔即带电插拔，即在不关闭系统电源的情况下，将模块插入或拔出系统而不影响系统的正常工作。采用热插拔式连接提高了工业园区交直流混合配电系统的可靠性、快速维修性。并且可在维持直流母线电压的情况下，更换发生故障的电源模块(包括分布式电源装置、储能装置和整流装置)，并保证了其他正常的电源模块的正常运行。

进一步的，整流装置、分布式发电变换器和储能变换器具备热插拔功能，可以通过标准柜体实现配电系统容量的实时组合，使得系统结构紧凑的同时，灵活性高。

在本申请一个可选实施例中，整流装置、分布式发电变换器和储能变换器均采用智能化设计，具有完备的保护和通信功能。可选的，通信采用485接口或以太网接口的标准Modbus协议。可选的，整流装置、分布式发电变换器和储能变换器输出电压均为设定值，当输出电压超过各自的设定值时，整流装置、分布式发电变换器和储能变换器将启动保护动作，使输出电压降低，即不超过各自的设定值。直流母线的电压由整流装置、分布式发电变换器和储能变换器共同维持，因为整流装置、分布式发电变换器和储能变换器具有保护功能，使直流母线电压不会过高，保证了直流母线的供电的可靠性，提高了系统的安全性。

在本申请一个可选实施例中，整流装置、分布式发电变换器和储能变换器包括输出电压检测模块，对直流母线的电压进行实时检测，并且可以根据电压变化时的压差自主进行投入或退出，提高了工业园区交直流混合配电系统的自动化程度。

工业园区中除了变频器类负载以外，还具有其他类型负荷，下述实施例将提供一种为其他类型负荷供电的工业园区交直流混合配电系统。

在本申请第四实施例中，如图7所示，其他类型负荷包括交流负荷和直流负荷，交流负荷和直流负荷位于工业园区厂房或者办公楼702中，交流母线104与交流负荷连接，直流母线102与直流负荷连接。可选的，直流负荷包括直流LED照明、直流空调等。本实施例提供的工业园区交直流混合配电系统不仅可以向变频器类负载供电，还可以向其他类型负荷供电，保证工业园区正常运行。

进一步的，本申请实施例的工业园区交直流混合配电系统对大部分交流负荷仍可采用原有的交流供电方式，少量直流负荷通过变换器(分布式发电变换器、储能变换器)供直流电，减少变换器的使用，实现工业园区的高可靠供电。

在本申请一个可选实施例中，直流母线的电压值为540V，交流母线的电压值为380V。可选的，交流母线采用三相四线制，可分出380VAC和220VAC。采用540VDC直流电压等级以及380VAC、220VAC两级交流电压等级，满足工业园区内变频器类负载和其他负荷的供电需求，并有效利用分布式电源装置，节约电能。

本申请实施例将传统的交流配电网改造成交直流混合配电系统，具有交流和直流两类母线，再配合适宜的电压等级和结构设计，减少变换器的使用，实现工业园区的考可靠供电及清洁发电。

在一个实施例中，如图8所示，提供了一种工业园区交直流混合配电方法，该方法包括：

S802：分布式电源装置通过直流母线向变频器的中间直流环节供电。

具体的，分布式电源装置、直流母线和变频器的中间直流环节的定义与前一实施例的定义相同，此处不再赘述。

S804：检测直流母线的电压是否表征分布式电源装置的发电量不足。

应解释的，分布式电源装置的发电量不足即分布式电源的发电量小于变频器类负载的消耗量。

S806：若直流母线的电压没有表征分布式电源装置的发电量不足，则重新执行S802。

S808：若直流母线的电压表征分布式电源装置的发电量不足，则检测交流母线是否正常。

具体的，交流母线的定义与前一实施例的定义相同，此处不再赘述。可选的，将交流母线整流值低于标准值的90％判定为交流母线不正常。可选的，将直流母线低于500VDC判定为交流母线不正常。应解释的，交流母线不正常包括交流母线电压暂降或交流母线发生故障等。可选的，交流母线为380VAC，交流母线的整流值约为537VDC，交流母线的整流值的90％为483.3VDC。将DC500V作为标准运行电压的最低限制，即在交流母线的整流值的90％前进行电源切换(从交流电网供电切换成储能装置供电)，保证系统可靠运行。

S810：若交流母线正常，则交流母线为变频器的整流器供电。

S812：若交流母线不正常，则储能装置通过直流母线向变频器的中间直流环节供电。

具体的，储能装置的定义与前一实施例的定义相同，此处不再赘述。

实际生活中，由于上班时间等原因，在不同的时间段，对供电的需求量不同。本申请实施例提供了一种工业园区交直流混合配电方法，以减小电网负荷峰谷差，使发电、用电趋于平衡。

在本申请一个可选实施例中，当电网供电功率过高时，使分布式电源装置放电和/或储能装置放电，为后级负荷供电，以减少后级负荷对交流电网的用电需求，造成电网过载，实现削峰。当电网供电功率低时，储能装置切换为充电模式，电网向储能装置充电，以提高电网的功率消耗水平，实现填谷。

上述实施例提供的工业园区交直流混合配电方法，在交流电网峰值供电时缓解后级负荷对电网的需求，实现削峰；在交流电网低谷供电时提高电网的功率的消耗水平，实现填谷，减小电网负荷峰谷差，使发电、用电趋于平衡。

应该理解的是，虽然图8的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图8中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种工业园区交直流混合配电系统，其特征在于，用于向变频器供电，所述变频器包括整流器、中间直流环节和逆变器，所述工业园区交直流混合配电系统包括：直流母线、交流母线、分布式电源装置、储能装置、整流装置和绝缘监测装置，其中，

所述分布式电源装置与所述直流母线连接，所述储能装置与所述直流母线连接，所述交流母线通过所述整流装置与所述直流母线连接，所述交流母线与所述整流器输入端连接，所述直流母线与所述中间直流环节连接，所述交流母线的电压来源于电网，所述整流装置用于将所述交流母线的交流电进行整流处理，向所述直流母线供电；

所述分布式电源装置的电压等级为第一电压，交流母线整流的电压等级为第二电压，所述储能装置的电压等级为第三电压，其中，所述第一电压大于所述第二电压，所述第二电压大于所述第三电压，当直流母线的电压处于所述第一电压和第二电压之间时，所述分布式电源装置向所述中间直流环节供电，当直流母线的电压处于所述第二电压和第三电压之间时，所述交流母线向所述整流器供电，当直流母线的电压小于所述第三电压时，所述储能装置向所述中间直流环节供电；

所述绝缘监测装置，用于检测所述直流母线或所述储能装置对地绝缘状况，当所述直流母线和/或所述储能装置发生接地，发出警报；

所述分布式电源装置包括：分布式发电模组和分布式发电变换器，所述分布式发电变换器的输入端与所述分布式发电模组连接，输出端与所述直流母线连接，其中，

所述分布式发电模组用于利用可再生能源进行发电并供能至所述分布式发电变换器；

所述分布式发电变换器用于将所述分布式发电模组产生的电能进行处理后向所述直流母线供电；

所述分布式发电变换器包括BOOST升压电路，所述BOOST升压电路的输入端与所述分布式发电模组连接，所述BOOST升压电路的输出端与所述直流母线连接，用于使输出至直流母线的电压高于从分布式发电模组输入的电压。

2.根据权利要求1所述的工业园区交直流混合配电系统，其特征在于，所述分布式发电模组包括光伏发电单元，所述光伏发电单元与所述分布式发电变换器连接，所述光伏发电单元采用最大功率点跟踪控制方式将光能转变为电能，所述电能经所述分布式发电变换器处理后向所述直流母线供电。

3.根据权利要求1所述的工业园区交直流混合配电系统，其特征在于，所述储能装置包括：储能单元和储能变换器，所述储能变换器的输入端与所述储能单元连接，所述储能变换器的输出端与所述直流母线连接，其中，

所述储能单元存储有电能；

所述储能变换器用于将所述储能单元的电能进行处理后向所述直流母线供电。

4.根据权利要求3所述的工业园区交直流混合配电系统，其特征在于，所述储能变换器包括推挽移相全桥双向DC/DC变换器，所述推挽移相全桥双向DC/DC变换器的一端与所述储能单元连接，另一端与所述直流母线连接，用于对所述储能单元的充电或放电进行控制。

5.根据权利要求3所述的工业园区交直流混合配电系统，其特征在于，所述整流装置、分布式发电变换器和储能变换器与所述直流母线可拔插连接。

6.根据权利要求1所述的工业园区交直流混合配电系统，其特征在于，所述整流装置包括维也纳整流变换器，所述维也纳整流变换器的一端与所述交流母线连接，另一端与所述直流母线连接，用于实现交流母线向直流母线供电。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的工业园区交直流混合配电系统，其特征在于，所述直流母线的电压值为540V，所述交流母线的电压值为380V。

8.一种应用于如权利要求1-6任一项所述的工业园区交直流混合配电系统的工业园区交直流混合配电方法，其特征在于，包括：

分布式电源装置通过直流母线向变频器的中间直流环节供电；

检测所述直流母线的电压，当直流母线的电压表征分布式电源装置的发电量不足时，检测交流母线是否正常工作；

若所述交流母线工作正常，则所述交流母线向所述变频器的整流器供电，若所述交流母线工作不正常，则储能装置通过所述直流母线向变频器的中间直流环节供电。