CN207320834U - 一种交直流混合配用电系统的电路拓扑结构 - Google Patents

一种交直流混合配用电系统的电路拓扑结构 Download PDF

Info

Publication number
CN207320834U
CN207320834U CN201721313598.5U CN201721313598U CN207320834U CN 207320834 U CN207320834 U CN 207320834U CN 201721313598 U CN201721313598 U CN 201721313598U CN 207320834 U CN207320834 U CN 207320834U
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage distribution
direct current
low voltage
net
distribution network
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201721313598.5U
Other languages
English (en)
Inventor
曾杰
谢宁
张弛
张威
赵伟
钟国彬
梅成林
徐琪
余占清
袁志昌
杨超
姚大伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Co Ltd
Original Assignee
Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Co Ltd filed Critical Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Co Ltd
Priority to CN201721313598.5U priority Critical patent/CN207320834U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN207320834U publication Critical patent/CN207320834U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]

Abstract

本实用新型涉及一种交直流混合配用电系统的电路拓扑结构，所述配用电系统包括：交流中压配电网、交流低压配电网、直流中压配电网、直流低压配电网；其中，交流中压配电网、交流低压配电网、直流中压配电网、直流低压配电网通过电力电子变换器实现交直流互联；交流中压配电网、交流低压配电网与直流低压配电网用于接入交流负载和直流负载；直流中压配电网、直流低压配电网与交流低压配电网用于接入发电装置，直流低压配电网、直流中压配电网用于接入储能设备；配用电系统的接线拓扑结构为手拉手闭环接线方式。该交直流混合配用电系统的电路拓扑结构可以实现常用交流技术体系与直流技术体系的良好兼容，支持多重负载的灵活接入。

Description

一种交直流混合配用电系统的电路拓扑结构
技术领域
本实用新型涉及配用电系统技术领域，特别涉及一种交直流混合配用电系统的电路拓扑结构。
背景技术
近年来，随着能源、环境问题的日益突出，各国都开始积极谋求能源转型。然而目前配用电系统中交直流能量变换损耗高、配用电灵活性差、配用电环节匹配性低的问题日益凸现，并且传统能源日趋耗竭，能源结构低碳化的压力与日俱增。以可再生能源为代表的发电装置、以电化学、机械能为代表的储能装置、以电动汽车为代表的新型用能负载开始越来越多的应用，而其接入电网也成为了目前电网技术发展的重点。
传统的交流配用电系统以配电变压器为基础，本身并不具备提供直流电的能力，对风电、光伏等可再生能源的接纳效率不高，在目前能源转型的背景下遇到了很多问题。因此亟需开发新型的配用电系统来转变现有配用电系统从被动适应可再生能源不确定性的模式到主动构建“交互性耦合”的友好互动模式，实现交、直流系统的混合供电并提高供电可靠性。
实用新型内容
本实用新型提出一种交直流混合配用电系统的电路拓扑结构，能够有效减少配用电过程中交直流转化的中间环节，提高配用电的效率、可靠性和灵活性，妥善解决分布式新能源的发电装置和储能设备接入以后的系统稳定问题。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种交直流混合配用电系统，所述配用电系统包括：交流中压配电网、交流低压配电网、直流中压配电网、直流低压配电网；其中，
所述交流中压配电网、所述交流低压配电网、所述直流中压配电网、所述直流低压配电网通过电力电子变换器实现交直流互联；
所述交流中压配电网、所述交流低压配电网与所述直流低压配电网用于接入交流负载和直流负载；所述直流中压配电网、所述直流低压配电网与所述交流低压配电网用于接入发电装置，所述直流低压配电网、所述直流中压配电网用于接入储能设备；
所述配用电系统的接线拓扑结构为手拉手闭环接线方式。
优选地，所述交流中压配电网、所述交流低压配电网、所述直流中压配电网、所述直流低压配电网经故障电流控制器与所述电力电子变换器的端口相连。
优选地，所述交流中压配电网的电压等级为10kV，所述交流低压配电网的电压等级为 380V，所述直流中压配电网的电压等级为±10kV，所述直流低压配电网的电压等级为±375V。
优选地，所述手拉手闭环接线方式为采用至少两个独立电源作为供电主电源的至少两端的手拉手单环网接线方式。
上述技术方案具有如下有益效果：
1、本电路的电压等级体系包括了交流中低压和直流中低压，可以实现现有常用的交流技术体系与直流技术体系良好的兼容。
2、本电路基于电力电子变换器进行交直流、不同电压等级之间的灵活协调互动，可以简化电路结构，并且提高配用电系统的运行稳定性、可靠性与效率。
3、本电路中的交流中低压配电网与直流中低压配电网通过故障电流控制器与电力电子变换器的对应端口相连，可以实现电路中的直流部分为交流部分提供故障隔离。并且，具有对于可再生能源、分布式发电等多种负载良好的兼容性，可以支持不同容量、半径要求负载的灵活接入。
综上所述，本电路结构可以支持高渗透率新能源电源、多类型储能、光热发电、储热、直流负载等多种负载的灵活接入，提高全网的用电可靠性和运行效率。适用于当前快速发展的新型先进园区(例：高科技园区，先进工业园区，数据中心)的产能、用能需求。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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实用新型的一些实施例，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为本实用新型提出的一种交直流混合配用电系统的电路拓扑结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，为本实用新型提出的一种交直流混合配用电系统的电路拓扑结构示意图。所述配用电系统包括：交流中压配电网、交流低压配电网、直流中压配电网、直流低压配电网；其中，
所述交流中压配电网、所述交流低压配电网、所述直流中压配电网、所述直流低压配电网通过电力电子变换器实现交直流互联；
所述交流中压配电网、所述交流低压配电网与所述直流低压配电网用于接入交流负载和直流负载；所述直流中压配电网、所述直流低压配电网与所述交流低压配电网用于接入发电装置，所述直流低压配电网、所述直流中压配电网用于接入储能设备；
所述配用电系统的接线拓扑结构为手拉手闭环接线方式。
目前，交流电系统中10kV中压与380V低压是最为常见的电压等级，在日常生活中广泛应用，考虑到此情况该系统应该支持传统交流的电压等级，保证其与现有直流体系的兼容性。因此，将配用电系统的直流中压配电网等级定为±10kV，低压配电网电压等级定为±375V。因此，在本电路结构中，所述交流中压配电网的电压等级为10kV，所述交流低压配电网的电压等级为380V，所述直流中压配电网的电压等级为±10kV，所述直流低压配电网的电压等级为±375V。所述交流中压配电网、所述交流低压配电网、所述直流中压配电网、所述直流低压配电网经故障电流控制器与所述电力电子变换器的端口相连。故障电流控制器主要包括两部分：断路器(实现电路开断)和限流器(限制电流大小)，从而提供隔离保护；而电力电子变换器可以将电路中的直流部分为交流部分提供故障隔离，帮助其实现功率平衡，提高交流系统运行的灵活性和稳定性。并且，具有对于可再生能源、分布式发电等多种负载良好的兼容性，可以支持不同容量、半径要求负载的灵活接入。
在本实施例中，电力电子变换器具有柔性多端口、多级联、多流向、多形态的特点，包括±10kV直流端口、±375V直流端口、10kV交流端口和380V交流端口，可以实现不同电压等级的交直流网络的直接互联，进行能量分配传递和可靠性支援，其功能具有柔性多端口、多级联、多流向、多形态的特点。传统上的交直流配网互动需要整流、逆变、升压等多个器件的支持，这导致了系统结构较为复杂，而且性能常常不能满足要求。本电路结构采用的电力电子变换器具备双向功率控制能力，可以支持系统稳定低损高效运行，作为能量路由器可以实现不同电压等级的交流、直流的互联沟通，具备双向功率控制能力，从而实现不同电压等级的交流、直流的互联。
在本实施例中，所述手拉手闭环接线方式为采用至少两个独立电源作为供电主电源的至少两端的手拉手单环网接线方式。其中，优选两端接线方式，即：“2-1”单环网配电网络。“2-1”单环网配电网络主要特点如下：平均负载率不超过50％，扩展性较好，可以改造为“3-1”单环网配电网络、N供1备配电网络，在N-1条件满足，可转供全部负荷，主要优点是可靠性高，接线简单，投资中等，相比单辐射配电网络、“3-1”单环网配电网络、N供1备配电网络、分段两联络网型等拉线方式综合表现最优。
故障电流控制器可以在系统产生大电流故障时切断电路从而将故障隔离在局部，两端手拉手的供电模式可以保证系统的供电稳定性，电力电子变换器与直流系统可以帮助全系统实现功率平衡，提高交流系统运行的灵活性和稳定性，可以为交流母线提供功率穿越支持，原理类似于直流背靠背系统。
本技术方案具有良好的稳定性、可靠性，对于各种负荷、新能源的灵活接入可以提供良好的支持，新能源渗透率可以达到60％以上，并且可提供高质量供能来支持各种高敏感用户的需求，尤其适合高强度用能先进园区(例：高科技园区，先进工业园区，数据中心)的需求，在未来具有良好的应用前景。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种交直流混合配用电系统的电路拓扑结构，其特征在于，所述配用电系统包括：交流中压配电网、交流低压配电网、直流中压配电网、直流低压配电网；其中，
所述交流中压配电网、所述交流低压配电网、所述直流中压配电网、所述直流低压配电网通过电力电子变换器实现交直流互联；
所述交流中压配电网、所述交流低压配电网与所述直流低压配电网用于接入交流负载和直流负载；所述直流中压配电网、所述直流低压配电网与所述交流低压配电网用于接入发电装置，所述直流低压配电网、所述直流中压配电网用于接入储能设备；
所述配用电系统的接线拓扑结构为手拉手闭环接线方式。
2.如权利要求1所述的交直流混合配用电系统的电路拓扑结构，其特征在于，所述交流中压配电网、所述交流低压配电网、所述直流中压配电网、所述直流低压配电网经故障电流控制器与所述电力电子变换器的端口相连。
3.如权利要求1所述的交直流混合配用电系统的电路拓扑结构，其特征在于，所述交流中压配电网的电压等级为10kV，所述交流低压配电网的电压等级为380V，所述直流中压配电网的电压等级为±10kV，所述直流低压配电网的电压等级为±375V。
4.如权利要求1所述的交直流混合配用电系统的电路拓扑结构，其特征在于，所述手拉手闭环接线方式为采用至少两个独立电源作为供电主电源的至少两端的手拉手单环网接线方式。
CN201721313598.5U 2017-10-12 2017-10-12 一种交直流混合配用电系统的电路拓扑结构 Active CN207320834U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201721313598.5U CN207320834U (zh) 2017-10-12 2017-10-12 一种交直流混合配用电系统的电路拓扑结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201721313598.5U CN207320834U (zh) 2017-10-12 2017-10-12 一种交直流混合配用电系统的电路拓扑结构

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN207320834U true CN207320834U (zh) 2018-05-04

Family

ID=62429942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201721313598.5U Active CN207320834U (zh) 2017-10-12 2017-10-12 一种交直流混合配用电系统的电路拓扑结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN207320834U (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107769211A (zh) * 2017-10-12 2018-03-06 广东电网有限责任公司电力科学研究院 一种双电压等级交直流混合配用电系统
CN110970922A (zh) * 2019-11-27 2020-04-07 广东电网有限责任公司 一种交直流混合分布式可再生能源系统
CN112134359A (zh) * 2020-09-22 2020-12-25 广东电网有限责任公司 一种交直流混合场景应用系统
CN112421751A (zh) * 2020-09-04 2021-02-26 深圳供电局有限公司 一种基于移动储能的应急配电系统及方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107769211A (zh) * 2017-10-12 2018-03-06 广东电网有限责任公司电力科学研究院 一种双电压等级交直流混合配用电系统
CN110970922A (zh) * 2019-11-27 2020-04-07 广东电网有限责任公司 一种交直流混合分布式可再生能源系统
CN112421751A (zh) * 2020-09-04 2021-02-26 深圳供电局有限公司 一种基于移动储能的应急配电系统及方法
CN112421751B (zh) * 2020-09-04 2022-11-25 深圳供电局有限公司 一种基于移动储能的应急配电系统及方法
CN112134359A (zh) * 2020-09-22 2020-12-25 广东电网有限责任公司 一种交直流混合场景应用系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN207320834U (zh) 一种交直流混合配用电系统的电路拓扑结构
Pena-Alzola et al. Review of modular power converters solutions for smart transformer in distribution system
CN107706905A (zh) 一种直流配用电系统的电路拓扑结构
CN108847680B (zh) 一种基于柔性环网装置的交直流混合配电网分层控制方法
WO2019007135A1 (zh) 一种链式多端口并网接口装置及控制方法
Liu et al. VSCs-HVDC may improve the Electrical Grid Architecture in future world
CN104009452A (zh) 一种用于直流配电系统短路故障的保护方案
CN110970922A (zh) 一种交直流混合分布式可再生能源系统
CN107039980A (zh) 一种高压直流潮流控制器
CN106130058A (zh) 一种用于楼宇建筑的双极多层低压直流配电系统
WO2021115019A1 (zh) 海岛输电系统及其控制方法
CN107834602A (zh) 一种微源半桥变流器串联型微电网系统
CN206076972U (zh) 一种交直流混联电网
CN112653149A (zh) 一种适用于低压配电网的大功率电能路由器
CN206908254U (zh) 集约型融冰装置恒流、恒压模块化动态无功补偿部件
CN101574935A (zh) 模块组合型牵引供电网电能质量调节系统
CN106992546A (zh) 一种柔性直流配电网的自适应功率控制系统
CN213585162U (zh) 一种数据中心的交直流供电结构
CN207398833U (zh) 一种适用于智能楼宇的多层闭环配电系统
CN107769211A (zh) 一种双电压等级交直流混合配用电系统
CN212435428U (zh) 不间断电源
CN112117765A (zh) 一种基于五端口电力电子变压器的配电供电系统
CN104052084A (zh) 用于大型用电场所的110千伏变电站微网系统
CN204465022U (zh) 一种基于模块化多电平换流器的直流配电系统
CN107171270B (zh) 集约型融冰装置恒流、恒压模块化动态无功补偿部件

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant