摘要：本發(fā)明實施例提出了一種交直流混合微電網系統(tǒng)，該交直流混合微電網系統(tǒng)包括：直流微電網和至少兩個柔性變電站，柔性變電站包括：高壓交流系統(tǒng)、高壓直流系統(tǒng)和低壓直流系統(tǒng)，高壓交流系統(tǒng)與高壓直流系統(tǒng)之間、高壓直流系統(tǒng)與低壓直流系統(tǒng)之間、高壓交流系統(tǒng)與低壓直流系統(tǒng)之間分別相連，直流微電網包括：高壓直流母線和低壓直流母線，各柔性變電站的高壓直流系統(tǒng)之間通過高壓直流母線相連，各柔性變電站的低壓直流系統(tǒng)之間通過低壓直流母線相連，實現(xiàn)了負荷轉供和環(huán)網潮流均衡，保證了配電網的持續(xù)供電能力。

申請人：全球能源互聯(lián)網研究院有限公司 國家電網有限公司 國網冀北電力有限公司 國網北京市電力公司

發(fā)明人：楊士慧 劉海軍 徐向前 鄧占鋒 趙國亮 蔡林海 陸振綱 于弘洋 葛菁 宋潔瑩 周哲 尉志勇 張永征 劉宗燁 劉輝 吳林林 趙賀 李子衿

技術領域

本發(fā)明涉及柔性配電技術領域，具體涉及一種交直流混合微電網系統(tǒng)。

背景技術

配電網處于電力系統(tǒng)的末端，直接面向電力用戶，承擔著分配電能、服務客戶的重任。

當前，配電網建設相對滯后、調控手段有限，制約了配電網運行控制的靈活性，造成了饋線負荷不均衡、供電恢復時間長等問題;另一方面，配電網內非線性、沖擊性負荷比重的增加，以及新能源滲透率的不斷提高，對配電網電能質量和供電可靠性的保障手段提出了更高要求。配電網正面臨用電需求定制化和多樣化、分布式電源接入規(guī)?；?、潮流協(xié)調控制復雜化等多方面的巨大挑戰(zhàn)。

當前，配電網建設相對滯后、調控手段有限，制約了配電網運行控制的靈活性，造成了饋線負荷不均衡、供電恢復時間長等問題;另一方面，配電網內非線性、沖擊性負荷比重的增加，以及新能源滲透率的不斷提高，對配電網電能質量和供電可靠性的保障手段提出了更高要求。配電網正面臨用電需求定制化和多樣化、分布式電源接入規(guī)?；?、潮流協(xié)調控制復雜化等多方面的巨大挑戰(zhàn)

發(fā)明內容

鑒于上述的分析，本發(fā)明實施例提出了一種交直流混合微電網系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術無法無法保證配電網的持續(xù)供電能力的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例采用如下技術方案：

根據第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種交直流混合微電網系統(tǒng)，該交直流混合微電網系統(tǒng)包括：直流微電網和至少兩個柔性變電站;柔性變電站包括：高壓交流系統(tǒng)、高壓直流系統(tǒng)和低壓直流系統(tǒng)，高壓交流系統(tǒng)與高壓直流系統(tǒng)之間、高壓直流系統(tǒng)與低壓直流系統(tǒng)之間、高壓交流系統(tǒng)與低壓直流系統(tǒng)之間分別相連;直流微電網包括：高壓直流母線和低壓直流母線;各柔性變電站的高壓直流系統(tǒng)之間通過高壓直流母線相連，各柔性變電站的低壓直流系統(tǒng)之間通過低壓直流母線相連。

結合第一方面，在第一方面第一實施方式中，上述柔性變電站還包括：低壓交流系統(tǒng)，低壓交流系統(tǒng)與低壓直流系統(tǒng)相連，并通過機械電磁式變電站與高壓交流系統(tǒng)相連。

結合第一方面第一實施方式，在第一方面第二實施方式中，上述高壓交流系統(tǒng)設置有第一電壓變換模塊，用于將高壓交流電變換為高壓直流電，以及將高壓交流電變換為低壓直流電;高壓直流系統(tǒng)設置有第二電壓變換模塊，用于將高壓直流電變換為低壓直流電;低壓直流系統(tǒng)設置有第三電壓變換模塊，用于將低壓直流電變換為低壓交流電;低壓交流系統(tǒng)設置有第四電壓變換模塊，用于將低壓交流電變換為低壓直流電;低壓直流系統(tǒng)設置有第五電壓變換模塊，用于將低壓直流電變換為高壓直流電，以及將低壓直流電變換為高壓交流電;高壓直流系統(tǒng)設置有第六電壓變換模塊，用于將高壓直流電變換為高壓交流電。

結合第一方面第一實施方式或第一方面第二實施方式，在第一方面第三實施方式中，高壓交流系統(tǒng)通過機械電磁式變電站將高壓交流電變換為低壓交流電，低壓交流系統(tǒng)通過機械電磁式變電站將低壓交流電變換為高壓交流電。

結合第一方面，在第一方面第四實施方式中，上述直流微電網還包括：直流供電裝置、直流儲能裝置及直流負荷;直流供電裝置通過第一直流變流器接入低壓直流母線，通過低壓直流母線將電能傳輸至低壓直流系統(tǒng)或直流儲能系統(tǒng);直流儲能裝置通過第二直流變流器接入低壓直流母線，通過低壓直流母線接收低壓直流系統(tǒng)或直流供電裝置傳輸?shù)碾娔?，將低壓直流系統(tǒng)或直流供電裝置傳輸?shù)碾娔苓M行存儲;當?shù)蛪褐绷飨到y(tǒng)發(fā)生故障時，直流供電裝置或直流儲能裝置向直流負荷傳輸電能;直流負荷通過第三直流變流器接入低壓直流母線，通過低壓直流母線接收低壓直流系統(tǒng)、直流供電裝置或直流儲能裝置傳輸?shù)碾娔堋?/p>

結合第一方面第四實施方式，在第一方面第五實施方式中，上述直流供電裝置為光伏發(fā)電裝置。

結合第一方面第四實施方式或第一方面第五實施方式，在第一方面第六實施方式中，上述直流儲能裝置包括：固定儲能裝置和移動儲能裝置。

結合第一方面，在第一方面第七實施方式中，上述交直流混合微電網系統(tǒng)還包括：

交流微電網，交流微電網包括：高壓交流母線、低壓交流母線、交流供電裝置、交流儲能裝置及交流負荷;高壓交流母線與高壓交流系統(tǒng)相連，將高壓交流電傳輸至高壓交流系統(tǒng);交流供電裝置通過第一交流變流器接入低壓交流母線，通過低壓交流母線將電能傳輸至低壓交流系統(tǒng)或交流儲能系統(tǒng);交流儲能裝置通過第二交流變流器接入低壓交流母線，接收低壓交流系統(tǒng)或交流供電裝置傳輸?shù)碾娔埽瑢⒌蛪航涣飨到y(tǒng)或交流供電裝置傳輸?shù)碾娔苓M行存儲;當?shù)蛪航涣飨到y(tǒng)發(fā)生故障時，交流供電裝置或交流儲能裝置向交流負荷傳輸電能;交流負荷通過第三交流變流器接入低壓交流母線，接收低壓交流系統(tǒng)、交流供電裝置或交流儲能裝置傳輸?shù)碾娔堋?/p>

結合第一方面第七實施方式，在第一方面第八實施方式中，上述交流供電裝置為風力發(fā)電裝置。

本發(fā)明技術方案，與現(xiàn)有技術相比，至少具有如下優(yōu)點：

本發(fā)明實施例提出了一種交直流混合微電網系統(tǒng)，該交直流混合微電網系統(tǒng)包括：直流微電網和至少兩個柔性變電站，柔性變電站包括：高壓交流系統(tǒng)、高壓直流系統(tǒng)和低壓直流系統(tǒng)，高壓交流系統(tǒng)與高壓直流系統(tǒng)之間、高壓直流系統(tǒng)與低壓直流系統(tǒng)之間、高壓交流系統(tǒng)與低壓直流系統(tǒng)之間分別相連，上述直流微電網包括：高壓直流母線和低壓直流母線，各柔性變電站的高壓直流系統(tǒng)之間通過高壓直流母線相連，各柔性變電站的低壓直流系統(tǒng)之間通過低壓直流母線相連。本發(fā)明實施例提出的交直流混合微電網系統(tǒng)通過將柔性變電站的高壓交流系統(tǒng)、高壓直流系統(tǒng)及低壓直流系統(tǒng)互聯(lián)成環(huán)，并通過高壓直流母線將各柔性變電站的高壓直流系統(tǒng)連接，通過低壓直流母線將各柔性變電站的低壓直流系統(tǒng)連接，從而形成基于柔性變電站的雙端雙環(huán)網結構，各柔性變電站互為備用，當交直流混合微電網系統(tǒng)中的一個或者幾個柔性變電站出現(xiàn)故障時，除出現(xiàn)故障的柔性變電站之外，其他柔性變電站正常工作，實現(xiàn)了負荷轉供和環(huán)網潮流均衡，保證了配電網的持續(xù)供電能力。

發(fā)明專利要點簡析：

1 .一種交直流混合微電網系統(tǒng)，其特征在于，包括：直流微電網和至少兩個柔性變電站;

所述柔性變電站包括：高壓交流系統(tǒng)、高壓直流系統(tǒng)和低壓直流系統(tǒng)，所述高壓交流系統(tǒng)與高壓直流系統(tǒng)之間、所述高壓直流系統(tǒng)與低壓直流系統(tǒng)之間、所述高壓交流系統(tǒng)與低壓直流系統(tǒng)之間分別相連;

所述直流微電網包括：高壓直流母線和低壓直流母線;

各所述柔性變電站的高壓直流系統(tǒng)之間通過所述高壓直流母線相連，各所述柔性變電站的低壓直流系統(tǒng)之間通過所述低壓直流母線相連。

2.根據權利要求1所述的交直流混合微電網系統(tǒng)，其特征在于，所述柔性變電站還包括：低壓交流系統(tǒng)，所述低壓交流系統(tǒng)與所述低壓直流系統(tǒng)相連，并通過機械電磁式變電站與所述高壓交流系統(tǒng)相連。

3.根據權利要求2所述的交直流混合微電網系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓交流系統(tǒng)設置有第一電壓變換模塊，用于將高壓交流電變換為高壓直流電，以及將所述高壓交流電變換為低壓直流電;

所述高壓直流系統(tǒng)設置有第二電壓變換模塊，用于將所述高壓直流電變換為低壓直流電;

所述低壓直流系統(tǒng)設置有第三電壓變換模塊，用于將所述低壓直流電變換為低壓交流電;

所述低壓交流系統(tǒng)設置有第四電壓變換模塊，用于將低壓交流電變換為低壓直流電;

所述低壓直流系統(tǒng)設置有第五電壓變換模塊，用于將所述低壓直流電變換為高壓直流電，以及將所述低壓直流電變換為高壓交流電;

所述高壓直流系統(tǒng)設置有第六電壓變換模塊，用于將所述高壓直流電變換為高壓交流電。

4.根據權利要求2或3所述的交直流混合微電網系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓交流系統(tǒng)通過所述機械電磁式變電站將高壓交流電變換為低壓交流電，所述低壓交流系統(tǒng)通過所述機械電磁式變電站將低壓交流電變換為高壓交流電。

5.根據權利要求1所述的交直流混合微電網系統(tǒng)，其特征在于，所述直流微電網還包括：直流供電裝置、直流儲能裝置及直流負荷;

所述直流供電裝置通過第一直流變流器接入所述低壓直流母線，通過所述低壓直流母線將電能傳輸至所述低壓直流系統(tǒng)或直流儲能系統(tǒng);

所述直流儲能裝置通過第二直流變流器接入所述低壓直流母線，通過所述低壓直流母線接收所述低壓直流系統(tǒng)或直流供電裝置傳輸?shù)碾娔?，將所述低壓直流系統(tǒng)或直流供電裝置傳輸?shù)碾娔苓M行存儲;

當所述低壓直流系統(tǒng)發(fā)生故障時，所述直流供電裝置或直流儲能裝置向所述直流負荷傳輸電能;

所述直流負荷通過第三直流變流器接入所述低壓直流母線，通過所述低壓直流母線接收所述低壓直流系統(tǒng)、直流供電裝置或直流儲能裝置傳輸?shù)碾娔堋?/p>

6.根據權利要求5所述的交直流混合微電網系統(tǒng)，其特征在于，所述直流供電裝置為光伏發(fā)電裝置。

7 .根據權利要求5或6所述的交直流混合微電網系統(tǒng)，其特征在于，所述直流儲能裝置包括：固定儲能裝置和移動儲能裝置。

8.根據權利要求1所述的交直流混合微電網系統(tǒng)，其特征在于，還包括：交流微電網，所述交流微電網包括：高壓交流母線、低壓交流母線、交流供電裝置、交流儲能裝置及交流負荷;

所述高壓交流母線與所述高壓交流系統(tǒng)相連，將高壓交流電傳輸至所述高壓交流系統(tǒng);

所述交流供電裝置通過第一交流變流器接入所述低壓交流母線，通過所述低壓交流母線將電能傳輸至所述低壓交流系統(tǒng)或交流儲能系統(tǒng);

所述交流儲能裝置通過第二交流變流器接入所述低壓交流母線，接收所述低壓交流系統(tǒng)或交流供電裝置傳輸?shù)碾娔埽瑢⑺龅蛪航涣飨到y(tǒng)或交流供電裝置傳輸?shù)碾娔苓M行存儲;

當所述低壓交流系統(tǒng)發(fā)生故障時，所述交流供電裝置或交流儲能裝置向所述交流負荷傳輸電能;

所述交流負荷通過第三交流變流器接入所述低壓交流母線，接收所述低壓交流系統(tǒng)、交流供電裝置或交流儲能裝置傳輸?shù)碾娔堋?/p>

9.根據權利要求8所述的交直流混合微電網系統(tǒng)，其特征在于，所述交流供電裝置為風力發(fā)電裝置。