CN218788658U - 适用于多台区并列运行的集中式柔直互联装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种适用于多台区并列运行的集中式柔直互联装置，由相连接的多个柔直互联柜和多个直流配电柜组成；多个所述柔直互联柜内根据台区数量配置对应的AC/DC双向逆变器，并通过直流母线进行互联；多个所述直流配电柜内根据直流设备接入情况安装直流开关，并设置直流接入端口；台区侧通过一台低压交流联络开关，使用交流电缆连接至所述柔直互联柜内对应的AC/DC双向逆变器；储能、光伏、直流负荷设备通过配置DC/DC整流器接入所述直流配电柜。解决单台区微电网存在资源无法共享问题，缓解配电自动化系统压力，并适应城镇台区侧无柔直互联装置安装空间的特点。

Description

适用于多台区并列运行的集中式柔直互联装置

技术领域

本实用新型属于配电网技术领域，尤其涉及一种适用于多台区并列运行的集中式柔直互联装置。

背景技术

随着分布式间歇性电源在配电网中渗透率的提高，适应新能源接入的微电网建设成为新型电力系统的重点发展方向。基于网络通信、智能量测、数据处理、智能决策等先进技术手段，以单个分布式电源接入台区构建微电网，将使得多个台区微电网共存于区域配电网中，不利于各微网系统中分布式电源、可调负荷、储能等资源的综合利用，也增加了配微网协同控制难度，配网调度自动化系统难以支撑。随着柔性直流、边缘计算、物联感知等技术的发展，建设基于多台区并列运行的柔直互联微电网也变成了可能。多台区通过柔直互联装置实现并列运行，通过一套管理系统进行协同控制，可最大程度减少微电网数量，缓解“点多面广”的问题，能充分利用区域内源、荷、储等资源共享特性，提升区域微网的动态调节能力，提高能源利用效率。

然而，如何根据分布式电源区域分布及发展情况，综合考虑现有配电网拓扑结构，建设区域自治消纳和广域对等互联的台区组柔直互联微电网，是本技术领域亟需解决的问题。尤其是对于寸土寸金的城镇配电网，在每个台区旁边新增一台柔直互联装置基本不可能，需制定适应于城镇配电网的柔直互联微电网建设模式。

实用新型内容

针对现有方案存在的缺陷和不足，本实用新型一种适用于多台区并列运行的集中式柔直互联装置，以解决单台区微电网存在资源无法共享问题，缓解配电自动化系统压力，并适应城镇台区侧无柔直互联装置安装空间的特点。

其具体采用以下技术方案：

一种适用于多台区并列运行的集中式柔直互联装置，其特征在于：由相连接的多个柔直互联柜和多个直流配电柜组成；

多个所述柔直互联柜内根据台区数量配置对应的AC/DC双向逆变器，并通过直流母线进行互联；

多个所述直流配电柜内根据直流设备接入情况安装直流开关，并设置直流接入端口；

台区侧通过一台低压交流联络开关，使用交流电缆连接至所述柔直互联柜内对应的AC/DC双向逆变器；

储能、光伏、直流负荷设备通过配置DC/DC整流器接入所述直流配电柜。

进一步地，所述多个柔直互联柜和多个直流配电柜设置在一个集装箱内。

进一步地，所述直流母线为750V直流母线。

进一步地，所述直流接入端口为预留即插即用直流接入端口。

进一步地，所述集装箱内还设置有协调控制柜；所述协调控制柜包括二次设备、能量管理系统EMS和微电网协调控制器，用于对微电网运行进行协调控制。

进一步地，所述集装箱内还设置有UPS柜；所述UPS柜由多组蓄电池和主机逆变器组成。

本实用新型及其优选方案相比于现有技术，能够解决单台区微电网存在资源无法共享问题，在装置结构上便于新增储能、光伏、负荷等直流设备直接接入直流母线，实现源网荷储资源共享；为缓解配电自动化系统压力，并适应城镇台区侧无柔直互联装置安装空间的特点，本方案提供了集装箱式的方便布设且减少占地空间的设计，实现多个台区实时并列运行。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步详细的说明：

图1是本实用新型实施例集中式柔直互联装置一次接线图；

图2是本实用新型实施例集中式柔直互联装置技术原理图；

图3是本实用新型实施例某村现状三个台区负荷曲线图；

图4是本实用新型实施例某村台区组柔直互联微电网结构示意图；

图5是本实用新型实施例某村台区组柔直互联微电网电气接线图；

图6是本实用新型实施例某村台区组柔直互联微电网平面布置图；

图7是本实用新型实施例某村建成后三个台区负荷曲线图。

具体实施方式

为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，作详细说明如下：

参考图6，本实施例提供的方案当中，多台柔直互联装置集中放置一个集装箱内，通过直流母线互联；箱内配置多台直流开关，便于新增储能、光伏、负荷等直流设备直接接入直流母线，实现源网荷储资源共享；另外可以通过配置一套子站系统，便于协调控制整个系统的运行情况，实现区域自治，最大限度缓解配网调度自动化系统数据处理压力。集中式柔直互联装置一次接线图如图1所示。

集中式柔直互联装置由柔直互联柜、直流配电柜、协调控制柜、UPS柜组成：柔直互联柜内根据台区数量配置对应的双向逆变器，并通过750V直流母线进行互联；直流配电柜内根据直流设备接入情况安装直流开关，并预留即插即用直流接入端口；

在本实施例中，协调控制柜和UPS柜可以直接视为现有技术的部分，其中，协调控制柜包括二次设备、能量管理系统（EMS）、微电网协调控制器，对整个微电网运行情况进行协调控制；其中微电网协调控制器的具体技术构成可以参阅：CN201310533036-一种含分布式光伏的微电网协调控制器等现有技术文献。

UPS柜由多组蓄电池和主机逆变器组成，目的是为系统提供稳定、不间断的电力供应。

通过以上设计，台区侧通过新增一台低压交流联络开关，使用交流电缆连接至对应AC/DC双向逆变器，储能、光伏、直流负荷等设备通过配置DC/DC整流器接入直流配电单元，并预留直流开关供新增直流设备直接接入，集中式柔直互联装置技术原理图如图2所示。

正常运行情况下，本实施例装置的所有交流开关、直流开关闭合，多端台区实现并列运行。当某一台区光伏出现倒送情况时，控制系统可以设定将该台区无法消纳的光伏输送至负载率较高的台区消纳，如所有台区都无法消纳，将光伏发电输送至储能系统存储起来；当某一台区出现重载情况时，控制系统可以将该台区超出的功率转移至负载率较低的台区供电。

以下通过一个具体的应用测试实例对本实施例方案做进一步的说明：

现有某村#11、#13、#14公用变,配变容量均为630kVA。其中某村#11、#13公用变为光伏装接比例高的轻载台区，最大负载率分别为28.57%、28.1%，光伏渗透率分别为41.04%、49.4%；#14公用变为无光伏接入的重载台区，最大负载率为86%，存在轻重载并存及光伏倒送至10kV电网的情况。三个台区2022年某日负荷曲线如图3所示，#11、#13公用变在9:00~15:00存在倒送情况，#14公用变在19:45~20:30存在负载率超过80%的情况。

由于#11、#13公用变旁边无新增柔直互联装置安装空间，#14公用变附近有一座大型停车场，选择在停车场绿化带建设集中式柔直互联集装箱，通过3台630kW双向逆变器组成台区组柔直互联微电网，实现三个台区实时并列运行；微电网直流侧接入709kWh储能装置、16kW车棚光伏、4*60kW V2G充电桩，实现微电网源网荷储资源共享；通过配置一套能量管理系统，实现对整个微电网的协调控制。微电网结构示意图如图4所示，电气接线图如图5所示，平面布置图如图6所示。

项目建成后，在9:00~15:00光伏大发期间，能量管理系统监测到某村#11、#13公用变将要出现倒送情况时，将台区无法消纳的光伏发电转移至#14公用变消纳，某村#11、#13公用变等效负荷为0，某村#14公用变负荷出现下降；当三个台区都无法消纳时，转移至储能装置存储起来，三个台区等效负荷均为0；在19:45~20:30负荷用电高峰期，能量管理系统监测到某村#14公用变负载率为80%时，通过其余两台公用变的剩余容量转移超出负荷，将某村#14公用变负载率降至75%（472.5kW），解决光伏反送电和轻重载并存的问题，建成后三个台区负荷曲线图如图7所示，证明了本实施例提供装置能够实现声明的发明目的。

本专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的适用于多台区并列运行的集中式柔直互联装置，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵盖范围。

Claims (6)

1.一种适用于多台区并列运行的集中式柔直互联装置，其特征在于：由相连接的多个柔直互联柜和多个直流配电柜组成；

多个所述柔直互联柜内根据台区数量配置对应的AC/DC双向逆变器，并通过直流母线进行互联；

多个所述直流配电柜内根据直流设备接入情况安装直流开关，并设置直流接入端口；

台区侧通过一台低压交流联络开关，使用交流电缆连接至所述柔直互联柜内对应的AC/DC双向逆变器；

储能、光伏、直流负荷设备通过配置DC/DC整流器接入所述直流配电柜。

2.根据权利要求1所述的适用于多台区并列运行的集中式柔直互联装置，其特征在于：所述多个柔直互联柜和多个直流配电柜设置在一个集装箱内。

3.根据权利要求1所述的适用于多台区并列运行的集中式柔直互联装置，其特征在于：所述直流母线为750V直流母线。

4.根据权利要求1所述的适用于多台区并列运行的集中式柔直互联装置，其特征在于：所述直流接入端口为预留即插即用直流接入端口。

5.根据权利要求2所述的适用于多台区并列运行的集中式柔直互联装置，其特征在于：所述集装箱内还设置有协调控制柜；所述协调控制柜包括二次设备、能量管理系统EMS和微电网协调控制器，用于对微电网运行进行协调控制。

6.根据权利要求2所述的适用于多台区并列运行的集中式柔直互联装置，其特征在于：所述集装箱内还设置有UPS柜；所述UPS柜由多组蓄电池和主机逆变器组成。

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