工业园区配电网的交直流混合系统架构的生产技术

图片简介:
本技术介绍了一种工业园区配电网的交直流混合系统架构，包括多源电源侧、至少两个电力电子变压器，以及负荷侧，每个电力电子变压器均配置有多个双向端口，两个电力电子变压器对应匹配的双向端口之间分别通过不同的电压等级母线按照背靠背的方式连接以实现不同的电压等级母线在相应的双向端口之间功率的自由双向流动，电压等级母线包括交流母线和直流母线，负荷侧按照用电负荷类型分别对应接入交流母线和直流母线中；本技术基于电力电子变压器关键设备的交直流混合系统架构，实现了工业园区各电压等级“源荷储”的高效接入，实现了分布式能源的可靠接入及直流负荷的经济供能。

技术要求
1.一种工业园区配电网的交直流混合系统架构，包括多源电源侧、至少两个电力电子变压器，以及负荷侧，其特征在于：
每个所述电力电子变压器均配置有多个双向端口，两个所述电力电子变压器对应匹配的所述双向端口之间分别通过不同的电压等级母线按照背靠背的方式连接以实现不同的所述电压等级母线在相应的所述双向端口之间功率的自由双向流动；
其中，所述电压等级母线包括交流母线和直流母线；
所述负荷侧按照用电负荷类型分别对应接入所述交流母线和直流母线中。

2.根据权利要求1所述的一种工业园区配电网的交直流混合系统架构，其特征在于：所述电力电子变压器具体提供三个所述双向端口，三个所述双向端口分别为电网主供电端口、直流双向端口和交流双向端口，且任何一个所述双向端口故障后剩余的所述双向端口仍能继续运行，所述电力电子变压器利用所述交流母线和直流母线在对应的所述交流双向端口和所述直流双向端口之间进行能量相互转换流动。

3.根据权利要求2所述的一种工业园区配电网的交直流混合系统架构，其特征在于：所述交流母线具体为380V交流母线，所述直流母线具体为±375V直流母线，所述交流母线和所述直流母线用于汇集、分配和传输电能。

4.根据权利要求3所述的一种工业园区配电网的交直流混合系统架构，其特征在于：所述多源电源侧包括交流电源和直流电源，所述交流电源接入所述双向端口中的电源端口，所述直流电源通过
DC/AC变换器将直流变换为交流后接入所述380V交流母线中。

5.根据权利要求4所述的一种工业园区配电网的交直流混合系统架构，其特征在于：所述电网主供电端口连接有10kV交流侧，所述10kV交流侧为电网主供电源进线，所述10kV交流侧通过10kV交流断路器接入所述电网主供电端口，所述10kV交流断路器用于在电力电子变压器10kV侧发生故障时切除所述电力电子变压器的交流电源。

6.根据权利要求5所述的一种工业园区配电网的交直流混合系统架构，其特征在于：所述380V交流母线通过380V交流断路器接入所述交流双向端口上，且所述直流电源经过DC/AC变换器将直流变换为交流后通过所述380V交流断路器接入所述380V交流母线，所述380V交流断路器在所述电力电子变压器的380V交流母线或直流电源发生故障时对应的切除故障。

7.根据权利要求6所述的一种工业园区配电网的交直流混合系统架构码，其特征在于：所述±375V直流母线通过±375V故障电流控制器接入所述直流双向端口上，所述±375V故障电流控制器用于在直流线路发生故障时切除故障电流。

8.根据权利要求7所述的一种工业园区配电网的交直流混合系统架构码，其特征在于：所述电网主供电端口、直流双向端口和交流双向端口的供电电压偏差不超过7％，直流电压纹波系数不大于2％。

9.根据权利要求8所述的一种工业园区配电网的交直流混合系统架构码，其特征在于：所述直流电源具体为光伏能源或者储能电池。

10.根据权利要求1所述的一种工业园区配电网的交直流混合系统架构码，其特征在于：所述负荷侧具体包括在工业园区使用交流负荷的交流电机以及在工业园区使用直流负荷的充电桩或变频空调。

技术说明书
一种工业园区配电网的交直流混合系统架构
技术领域
本技术涉及分离技术领域，具体涉及一种工业园区配电网的交直流混合系统架构。

背景技术
随着经济的发展，常规能源的过量消耗，工业园区交流配电网中分布式发电技术及储能得到了广泛的应用。

在负荷侧，以变频空调、直流充电桩为代表的广义直流用能设备比例快速升高。

这种分布式可再生能源及交直流负载的快速增长，导致“源-荷-储”接入工业园区交流配电网变流环节多、损耗高、融合难，以及缺乏多种分布式能源的互补机制及统一管控调度手段等问题。

而传统的交流配电网已不能满足工业园区交直流“源-荷-储”高效接入的需求，目前针对工业园区配电网的交直流混合系统架构的研究还较少，部分还停留在实验室阶段。

国内外大部分示范工程的工业园区配电网的交直流混合系统架构较为简单，没能体现工业园区各电压等级“源-荷-储”的高效接入。

技术内容
本技术的目的在于提供一种工业园区配电网的交直流混合系统架构，以解决现有技术中没能体现工业园区各电压等级“源-荷-储”的高效接入的技术问题。

为解决上述技术问题，本技术具体提供下述技术方案：
一种工业园区配电网的交直流混合系统架构，包括多源电源侧、至少两个电力电子变压器，以及负荷侧；
每个所述电力电子变压器均配置有多个双向端口，两个所述电力电子变压器对应匹配的所述双向端口之间分别通过不同的电压等级母线按照背靠背的方式连接以实现不同的所述电压等级母线在相应的所述双向端口之间功率的自由双向流动；
其中，所述电压等级母线包括交流母线和直流母线；
所述负荷侧按照用电负荷类型分别对应接入所述交流母线和直流母线中。

作为本技术的一种优选方案，所述电力电子变压器具体提供三个所述双向端口，三个所述双向端口分别为电网主供电端口、直流双向端口和交流双向端口，且任何一个所述双向端口故障后剩余的所述双向端口仍能继续运行，所述电力电子变压器利用所述交流母线和直流母线在对应的所述交流双向端口和所述直流双向端口之间进行能量相互转换流动。

作为本技术的一种优选方案，所述交流母线具体为380V交流母线，所述直流母线具体为±375V直流母线，所述交流母线和所述直流母线用于汇集、分配和传输电能。

作为本技术的一种优选方案，所述多源电源侧包括交流电源和直流电源，所述交流电源接入所述双向端口中的电源端口，所述直流电源通过DC/AC变换器将直流变换为交流后接入所述380V交流母线中；
作为本技术的一种优选方案，所述电网主供电端口连接有10kV交流侧，所述10kV交流侧为电网主供电源进线，所述10kV交流侧通过10kV交流断路器接入所述电网主供电端口，所述10kV交流断路器用于在电力电子变压器10kV侧发生故障时切除所述电力电子变压器的交流电源。

作为本技术的一种优选方案，所述380V交流母线通过380V交流断路器接入所述交流双向端口上，且所述直流电源经过DC/AC变换器将直流变换为交流后通过所述380V交流断路器接入所述380V交流母线，所述380V交流断路器在所述电力电子变压器的380V交流母线或直流电源发生故障时对应的切
除故障。

作为本技术的一种优选方案，所述±375V直流母线通过±375V故障电流控制器接入所述直流双向端口上，所述±375V故障电流控制器用于在直流线路发生故障时切除故障电流。

作为本技术的一种优选方案，所述电网主供电端口、直流双向端口和交流双向端口的供电电压偏差不超过7％，直流电压纹波系数不大于2％。

作为本技术的一种优选方案，所述直流电源具体为光伏能源或者储能电池。

作为本技术的一种优选方案，所述负荷侧具体包括在工业园区使用交流负荷的交流电机以及在工业园区使用直流负荷的充电桩或变频空调。

本技术与现有技术相比较具有如下有益效果：
本技术基于电力电子变压器关键设备的交直流混合系统架构，实现了工业园区各电压等级“源-荷-储”的高效接入，实现了分布式能源的可靠接入及直流负荷的经济供能。

附图说明
为了更清楚地说明本技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本技术实施例提供的交直流混合系统框架的结构框图。

1、电力电子变压器；
2、光伏能源；
3、储能电池；
4、充电桩；
5、变频空调；
6、交流电机。

具体实施方式
下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。

如图1所示，本技术提供了一种工业园区配电网的交直流混合系统架构，本交直流混合系统架构基于电力电子变压器1，实现了工业园区各电压等级“源-荷-储”的高效接入，实现了分布式能源的可靠接入及直流负荷的经济供能。

交直流混合系统架构具体包括多源电源侧、至少两个电力电子变压器1以及负荷侧，负荷侧具体包括在工业园区使用交流负荷的交流电机6以及在工业园区使用直流负荷的充电桩4或变频空调5。

每个电力电子变压器1均配置有多个双向端口，两个电力电子变压器1对应匹配的双向端口之间分别通过不同的电压等级母线按照背靠背的方式连接以实现不同的电压等级母线在相应的双向端口之间功率的自由双向流动；其中，电压等级母线包括交流母线和直流母线，交流母线具体为380V交流母线，直流母线具体为±375V直流母线，交流母线和直流母线用于汇集、分配和传输电能。

负荷侧按照用电负荷类型分别对应接入交流母线和直流母线中。

多源电源侧包括交流电源和直流电源，交流电源具体为10kV交流侧，接入双向端口中的电源端口，直流电源通过DC/AC变换器将直流变换为交流后接入380V交流母线中，直流电源具体为光伏能源2或者储能电池3，解决多种分布式能源的互补机制及统一管控调度手段等问题。

电力电子变压器1具体提供三个双向端口，三个双向端口分别为电网主供电端口、直流双向端口和交流双向端口，且任何一个双向端口故障后剩余的双向端口仍能继续运行，电力电子变压器1利用交流母线和直流母线在对应的交流双向端口和直流双向端口之间进行能量相互转换流动，电网主供电端口、直流双向端口和交流双向端口的供电电压偏差不超过7％，直流电压纹波系数不大于2％。

10kV交流侧为电网主供电源进线，10kV交流侧通过10kV交流断路器接入电网主供电端口，10kV交流断路器用于在电力电子变压器110kV侧发生故障时切除电力电子变压器1的交流电源。

380V交流母线通过380V交流断路器接入交流双向端口上，且直流电源经过DC/AC变换器将直流变换为交流后通过380V交流断路器接入380V交流母线，380V交流断路器在电力电子变压器1的380V交流母线或直流电源发生故障时对应的切除故障。

±375V直流母线通过±375V故障电流控制器接入直流双向端口上，±375V故障电流控制器用于在直流线路发生故障时切除故障电流。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。

本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。