CN220934864U - 一种蒲公英型配电网 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种蒲公英型配电网，所述配电网包括一个以上的供电单元；所述供电单元包括低压直流电力网络，还包括以受电端与低压直流电力网络相连的一个以上的种子供电单元；所述种子供电单元包括将受电端接收的直流电转为交流电的低压交直流变换装置，所述低压交直流变换装置的送电端与一个以上的低压交流电力网络受电端相连；所述供电单元的低压直流电力网络的受电端经直流变压器与中压直流电力网络的送电端相连；中压直流电力网络的受电端经中压交直流变换装置与一个以上的中压交流电力网络送电端相连；本实用新型具有灵活的自组网功能，实现分布式资源的就地就近平衡、供电可靠性和承载力提升。
Description
技术领域
本实用新型涉及配电技术领域，尤其是一种蒲公英型配电网。
背景技术
大量间歇性、随机性分布式电源、充电负荷并网接入配电网，改变了传统交流配电网的运行方式，传统配电网在规划设计、运行控制等方面面临挑战。分布式光伏、电动汽车、储能等新型源荷具有明显直流特征，直流供用电网络的需求与日俱增。同时，发、输、配、用全环节直流模式在效率上优于传统交流模式。因此存在交直流混合配电系统需求。
本实用新型为上述配电系统需求提出技术方案。
发明内容
本实用新型提出一种蒲公英型配电网，通过在传统的交流配电网络基础上构建直流公网，形成分布式微电网形态，具有灵活的自组网功能，实现分布式资源的就地就近平衡、供电可靠性和承载力提升。
本实用新型采用以下技术方案。
一种蒲公英型配电网，所述配电网包括一个以上的供电单元；所述供电单元包括低压直流电力网络，还包括以受电端与低压直流电力网络相连的一个以上的种子供电单元；所述种子供电单元包括将受电端接收的直流电转为交流电的低压交直流变换装置，所述低压交直流变换装置的送电端与一个以上的低压交流电力网络受电端相连；所述供电单元的低压直流电力网络的受电端经直流变压器与中压直流电力网络的送电端相连；中压直流电力网络的受电端经中压交直流变换装置与一个以上的中压交流电力网络送电端相连。
所述低压交流电力网络为380伏低压台区或馈线；所述中压交流电力网络为以110千伏或35千伏变电站或10千伏开关站或10千伏环网站或10千伏馈线为核心节点的交流电力网络；
低压直流电力网络的电压为750伏即±375伏，用于为直流用电负荷提供电源；中压直流电力网络的电压为1500伏即±375伏，或是20千伏即±10千伏；
所述低压直流电力网络、中压直流电力网络均包括间歇性、随机性分布的电源及充电负荷；所述间歇性、随机性分布的电源及充电负荷包括分布式光伏、电动汽车充电桩或储能设备。
种子供电单元包括两个低压交流电力网络，两个低压交流电力网络通过低压交直流变换装置电气连接，还通过所述低压交直流变换装置与低压直流电力网络连接。
所述低压直流电力网络的拓扑结构为链式结构或环网式结构。
所述低压交直流变换装置包括1个直流端口和2个交流端口，其电路拓扑包括AC/DC、DC/DC、AC/DC的拓扑形式，还包括AC/AC、AC/DC/AC的拓扑形式。
所述中压直流电力网络的拓扑结构包括链式结构或环网式结构。
直流变压器的拓扑包括双有源全桥变换器、升压直流变压器。
所述低压直流电力网络为用于实现低压交流电力网络和中压交流电力网络在本级电网和跨级电网的安全供电的直流电力网络。
本实用新型及其优选方案具有优点如下：
（1）蒲公英配电网的种子供电单元实现传统低压交流电力网络的柔性互联，实现传统低压交流电力网络的可靠供电和动态增容；
（2）蒲公英配电网的种子供电单元在传统交流电力网络基础上扩展出低压直流电力网络，为直流用电负荷提供电源；
（3）蒲公英配电网的种子供电单元在交流侧和直流侧可实现离并网灵活切换，可以与其它种子供电单元灵活组网，提高供电的可靠性；
（4）蒲公英配电网低压直流电力网络通过直流变压器与中压直流电力网络连接，进一步提高供电可靠性；
（5）蒲公英配电网通过构建直流电力网络，实现低压交流电力网络和中压交流电力网络在本级电网和跨级电网的安全供电，满足检修方式下和故障方式下至少“N-1”的安全供电；
（6）蒲公英配电网通过构建低压、中压直流电力网络，提高交流分布式电源和充电负荷的承载力。
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：
附图1是本实用新型的种子供电单元的示意图；
附图2是本实用新型的拓扑示意图。
具体实施方式
如图所示，一种蒲公英型配电网，所述配电网包括一个以上的供电单元；所述供电单元包括低压直流电力网络，还包括以受电端与低压直流电力网络相连的一个以上的种子供电单元；所述种子供电单元包括将受电端接收的直流电转为交流电的低压交直流变换装置，所述低压交直流变换装置的送电端与一个以上的低压交流电力网络受电端相连；所述供电单元的低压直流电力网络的受电端经直流变压器与中压直流电力网络的送电端相连；中压直流电力网络的受电端经中压交直流变换装置与一个以上的中压交流电力网络送电端相连。
所述低压交流电力网络为380伏低压台区或馈线；所述中压交流电力网络为以110千伏或35千伏变电站或10千伏开关站或10千伏环网站或10千伏馈线为核心节点的交流电力网络；
低压直流电力网络的电压为750伏即±375伏，用于为直流用电负荷提供电源；中压直流电力网络的电压为1500伏即±375伏，或是20千伏即±10千伏；
所述低压直流电力网络、中压直流电力网络均包括间歇性、随机性分布的电源及充电负荷；所述间歇性、随机性分布的电源及充电负荷包括分布式光伏、电动汽车充电桩或储能设备。
所述种子供电单元的交流侧和直流侧通过离并网作业灵活切换，并可与其它种子供电单元灵活组网以提高供电的可靠性；
种子供电单元包括两个低压交流电力网络，两个低压交流电力网络通过低压交直流变换装置电气连接，还通过所述低压交直流变换装置与低压直流电力网络连接。
所述低压直流电力网络的拓扑结构为链式结构或环网式结构。
所述低压交直流变换装置包括1个直流端口和2个交流端口，其电路拓扑包括AC/DC、DC/DC、AC/DC的拓扑形式，还包括AC/AC、AC/DC/AC的拓扑形式。
所述低压交直流变换装置具有交流功率和直流功率变换功能，用于实现交流功率和直流功率的双向流动。
所述中压直流电力网络的拓扑结构包括链式结构或环网式结构。
连接低压直流电力网络与中压直流电力网络的直流变压器具有直流电压控制功能，用于实现低压直流电力网络与中压直流电力网络之间的功率双向流动；
直流变压器的拓扑包括双有源全桥变换器、升压直流变压器。
连接中压直流电力网络和中压交流电力网络的中压交直流变换装置具有交流功率和直流功率变换功能，用于实现中压直流电力网络和中压交流电力网络间的功率双向流动。
所述低压直流电力网络为用于实现低压交流电力网络和中压交流电力网络在本级电网和跨级电网的安全供电的直流电力网络。
实施例：
如图1所示，为本实用新型的蒲公英配电网种子供电单元由2个低压台区或馈线组成。图2为本实用新型的蒲公英配电网示意图，包括2个供电单元、1个低压直流电力网络、2个中压交流电力网络、1个中压直流电力网络。蒲公英型配电网中，每个供电单元由5个种子供电单元组成；每个供电单元通过中压直流电力网络连接。
低压交流电力网络一般为380伏低压台区或馈线；中压交流电力网络一般为以110千伏或35千伏变电站或10千伏开关站或10千伏环网站或10千伏馈线为核心节点。
蒲公英配电网的种子供电单元一般由2个低压交流电力网络组成，并通过低压交直流变换装置实现电气连接。低压直流电力网络的电压一般为750伏（±375伏）。同时通过所述低压交直流变换装置与低压直流电力网络连接。通常低压直流电力网络可以是链式结构，为了提高低压直流网络的容量和可靠性可以采用环网式结构。
低压交直流变换装置具有3个端口，包括1个直流端口和2个交流端口。低压交直流变换装置的电路拓扑包括：（1）AC/DC、DC/DC、AC/DC的拓扑形式；（2）AC/AC、AC/DC/AC的拓扑形式。低压交直流变换装置具有交流功率和直流功率变换功能，可以实现功率双向流动。
蒲公英配电网供电单元的低压直流电力网络通过直流变压器与中压直流电力网络连接。直流变压器拓扑包括双有源全桥变换器、升压直流变压器等。直流变压器具有直流电压控制功能，可以实现功率双向流动。
中压直流电力网络的电压一般为1500伏（±375伏）、20千伏（±10千伏）。通常中压直流电力网络可以是链式结构，为了提高中压直流网络的容量和可靠性可以采用环网式结构。
中压交流电力网络通过中压交直流变换装置连接到中压直流电力网络。中压交直流变换装置具有交流功率和直流功率变换功能，可以实现功率双向流动。
本例中，当蒲公英配电网的种子供电单元无法从低压直流电力网络获取电力时，以其低压交直流变换装置连接至其它种子供电单元的低压交直流变换装置来获取电力。
本例中，蒲公英配电网的多个种子供电单元同时从一个低压直流电力网络处获取电能，形成如蒲公英种子冠毛的网络拓扑，而多个低压直流电力网络又同时从一个中压直流电力网络处获取电能，形成如蒲公英花托的网络拓扑。
以上所述是本实用新型的较佳实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进接润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
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蒲公英配电网，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 (8)
1.一种蒲公英型配电网，其特征在于：所述配电网包括一个以上的供电单元；所述供电单元包括低压直流电力网络，还包括以受电端与低压直流电力网络相连的一个以上的种子供电单元；所述种子供电单元包括将受电端接收的直流电转为交流电的低压交直流变换装置，所述低压交直流变换装置的送电端与一个以上的低压交流电力网络受电端相连；所述供电单元的低压直流电力网络的受电端经直流变压器与中压直流电力网络的送电端相连；中压直流电力网络的受电端经中压交直流变换装置与一个以上的中压交流电力网络送电端相连。
2.根据权利要求1所述的一种蒲公英型配电网，其特征在于：所述低压交流电力网络为380伏低压台区或馈线；所述中压交流电力网络为以110千伏或35千伏变电站或10千伏开关站或10千伏环网站或10千伏馈线为核心节点的交流电力网络；
低压直流电力网络的电压为750伏即±375伏，用于为直流用电负荷提供电源；中压直流电力网络的电压为1500伏即±375伏，或是20千伏即±10千伏；
所述低压直流电力网络、中压直流电力网络均包括间歇性、随机性分布的电源及充电负荷；所述间歇性、随机性分布的电源及充电负荷包括分布式光伏、电动汽车充电桩或储能设备。
3.根据权利要求1所述的一种蒲公英型配电网，其特征在于：种子供电单元包括两个低压交流电力网络，两个低压交流电力网络通过低压交直流变换装置电气连接，还通过所述低压交直流变换装置与低压直流电力网络连接。
4.根据权利要求3所述的一种蒲公英型配电网，其特征在于：所述低压直流电力网络的拓扑结构为链式结构或环网式结构。
5.根据权利要求3所述的一种蒲公英型配电网，其特征在于：所述低压交直流变换装置包括1个直流端口和2个交流端口，其电路拓扑包括AC/DC、DC/DC、AC/DC的拓扑形式，还包括AC/AC、AC/DC/AC的拓扑形式。
6.根据权利要求1所述的一种蒲公英型配电网，其特征在于：所述中压直流电力网络的拓扑结构包括链式结构或环网式结构。
7.根据权利要求1所述的一种蒲公英型配电网，其特征在于：直流变压器的拓扑包括双有源全桥变换器、升压直流变压器。
8.根据权利要求1所述的一种蒲公英型配电网，其特征在于：所述低压直流电力网络为用于实现低压交流电力网络和中压交流电力网络在本级电网和跨级电网的安全供电的直流电力网络。
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