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一種基于電力集能器的交直流微電網(wǎng)系統(tǒng)的制作方法

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一種基于電力集能器的交直流微電網(wǎng)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及柔性交流輸配電技術(shù),具體涉及一種交基于電力集能器的交直流微電網(wǎng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]由于風(fēng)電、太陽(yáng)能等綠色可再生能源發(fā)電具有間歇性、隨機(jī)性特點(diǎn),傳統(tǒng)電力裝備、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行技術(shù)等在接納越來(lái)越多的分布式可再生電源方面越來(lái)越力不從心,以微電網(wǎng)方式接入配電網(wǎng)是目前解決分布式電源高滲透率接入配電網(wǎng)的有效方法。然而目前構(gòu)建微電網(wǎng)的方式都基本采用各個(gè)分布式電源利用各自的電力電子并網(wǎng)逆變器的方式接入配電變壓器低壓側(cè)交流線路的方法或利用電力電子整流器增加直流線路,直流型分布式電源再利用直流斬波器接入直流線路,如附圖1所示。圖1為傳統(tǒng)交流微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖;這種方式雖然在一定范圍內(nèi)解決了分布式電源的接入,但是由于各個(gè)并網(wǎng)變換器,既要解決分布式電源機(jī)側(cè)控制和能量傳遞問(wèn)題還要兼顧電網(wǎng)跟蹤和并網(wǎng)問(wèn)題,使得集中化管理困難,不利于協(xié)調(diào)優(yōu)化能量管理,并且效率低下,而且還需要其他電能質(zhì)量控制設(shè)備,這種方式不利于微電網(wǎng)的建設(shè),更難于實(shí)現(xiàn)即插即用功能。
[0003]因此,需要提供一種基于電力集能器的交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng)從而解決以上問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供一種基于電力集能器的交直流微電網(wǎng)系統(tǒng),所述交直流微電網(wǎng)系統(tǒng)由配電網(wǎng)、配電變壓器、分布式電源、分布式儲(chǔ)能和負(fù)荷依次連接,所述負(fù)荷、分布式電源、分布式儲(chǔ)能和所述配電變壓器之間設(shè)置有電力集能器,所述電力集能器經(jīng)微電網(wǎng)公共耦合點(diǎn)PCC與所述配電變壓器低壓側(cè)交流400V母線相連。
[0005]優(yōu)選地,所述電力集能器由并網(wǎng)級(jí)、隔離級(jí)、交流源荷級(jí)和直流源荷級(jí)四部分構(gòu)成,且每個(gè)部分均由電力電子變換器固態(tài)模塊構(gòu)成。
[0006]優(yōu)選地,所述電力集能器由直流源荷級(jí)提供中壓直流線路和低壓直流線路,通過(guò)交流源荷級(jí)提供工頻交流線路。
[0007]優(yōu)選地,所述中壓直流線路接至分布式電源、分布式儲(chǔ)能和中壓直流負(fù)荷,所述低壓直流線路接至低壓直流負(fù)荷,所述工頻交流線路接至工頻交流負(fù)荷。
[0008]優(yōu)選地,所述并網(wǎng)級(jí)由三相AC/DC變換器構(gòu)成。
[0009]優(yōu)選地,所述隔離級(jí)包括依次連接的原邊DC/AC變換器、高頻變壓器和副邊AC/DC變換器。
[0010]優(yōu)選地,所述交流源荷級(jí)由低壓級(jí)DC/AC變換器構(gòu)成。
[0011]優(yōu)選地,所述直流源荷級(jí)由DC/DC變換器構(gòu)成。
[0012]優(yōu)選地,所述并網(wǎng)級(jí)通過(guò)直流鏈路與所述隔離級(jí)相連,所述交流源荷級(jí)和所述直流源荷級(jí)通過(guò)直流鏈路分別與所述隔離級(jí)相連。
[0013]優(yōu)選地,所述并網(wǎng)級(jí)與隔離級(jí)之間設(shè)置有DC-Linkl,所述交流源荷級(jí)和直流源荷級(jí)都與隔咼級(jí)之間設(shè)置有DC_Link2。
[0014]本發(fā)明的有益效果:
[0015]本發(fā)明提出了一種電力集能器的微電網(wǎng)系統(tǒng),該微電網(wǎng)系統(tǒng)由電力集能器來(lái)統(tǒng)一進(jìn)行并網(wǎng)管理,統(tǒng)一提供交、直流母線,而其他分布式電源接入的電力電子裝備只需考慮機(jī)側(cè)變流控制,簡(jiǎn)化了大量分布式電源接入設(shè)備的結(jié)構(gòu)和控制過(guò)程,微電網(wǎng)與配電網(wǎng)的并網(wǎng)和能量交換由電力集能器統(tǒng)一管理,進(jìn)行一體化控制,大大提高了管理效能,并且可以完全隔離微電網(wǎng)與配電網(wǎng)間的干擾和故障,提高了供電電能質(zhì)量。對(duì)于分布式電源的即插即用接入,方便統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理和提高效率,適合交直流微電網(wǎng)即插即用構(gòu)建。
【附圖說(shuō)明】
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0017]圖1為傳統(tǒng)交流微電網(wǎng)典型結(jié)構(gòu)圖;
[0018]圖2為本發(fā)明基于電力集能器的交直流微電網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)圖;
[0019]圖3為本發(fā)明圖2中的電力集能器電力電子固態(tài)模塊原理圖;
[0020]圖4為本發(fā)明圖2中的電力集能器主電路結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0022]為了徹底了解本發(fā)明實(shí)施例,將在下列的描述中提出詳細(xì)的結(jié)構(gòu)。顯然,本發(fā)明實(shí)施例的施行并不限定于本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細(xì)節(jié)。本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下,然而除了這些詳細(xì)描述外,本發(fā)明還可以具有其他實(shí)施方式。
[0023]如圖2所示,圖2為本發(fā)明基于電力集能器的交直流微電網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)圖。圖中所述交直流微電網(wǎng)系統(tǒng)由配電網(wǎng)、配電變壓器和負(fù)荷依次連接,所述負(fù)荷和變壓器之間設(shè)置有電力集能器,所述電力集能器經(jīng)微電網(wǎng)公共耦合點(diǎn)PCC與所述配電變壓器低壓側(cè)交流400V母線相連。電力集能器由并網(wǎng)級(jí)、隔離級(jí)、交流源荷級(jí)和直流源荷級(jí)四部分構(gòu)成,且每個(gè)部分均由電力電子變換器等固態(tài)模塊構(gòu)成,因此它可以靈活變換電流形態(tài),實(shí)現(xiàn)雙向電能的傳遞,在提供雙向交流線路的同時(shí),還可以提供多種電壓等級(jí)的雙向直流線路。電力集能器將由直流源荷級(jí)提供中壓直流線路和低壓直流線路,通過(guò)交流源荷級(jí)提供三相四線制的交流線路。中壓直流線路可以方便分布式電源(風(fēng)電、光伏、燃料電池等)、分布式儲(chǔ)能(飛輪儲(chǔ)能、電池等)和中壓直流負(fù)荷的即插即用接入,這些分布式電源和儲(chǔ)能裝置通過(guò)機(jī)側(cè)變流器接入中壓直流線路,只需控制機(jī)側(cè)變流器運(yùn)行,而與配電網(wǎng)的并網(wǎng)功能都由電力集能器的并網(wǎng)級(jí)統(tǒng)一管理,從而大大減化了分布式電源和儲(chǔ)能裝置變流器的結(jié)構(gòu)和控制算法,便于集中化管理和即插即用接入;低壓直流線路可以直接給相關(guān)低壓直流負(fù)荷供電;而交流源荷級(jí)提供的交流母線可以方便工頻交流型電源直接接入,如:微型燃?xì)廨啓C(jī)或冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng),以及提供高質(zhì)量的三相四線制交流供電。
[0024]電力集能器的基本原理如附圖3所示,圖3為本發(fā)明圖2中的電力集能器電力電子固態(tài)模塊原理圖。它是一種將電力電子變換技術(shù)和基于電磁感應(yīng)原理的電能交換技術(shù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)將一種電力特征的電能轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N電力特征的電力設(shè)備,采用合適的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和全可控電力電子器件可以方便實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行,使得有功和無(wú)功
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