中國儲能網(wǎng)訊：今天為您介紹一種基于多端口直流變電站的直流微電網(wǎng)系統(tǒng)，該發(fā)明專利由上海電機學(xué)院申請。
一種基于多端口直流變電站的直流微電網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)包括區(qū)域型直流微電網(wǎng)模塊以及多個直流微電網(wǎng)單元1-n，該區(qū)域型直流微電網(wǎng)模塊由分布式能源發(fā)電、儲能、負載通過多端口直流變電站組成，多個直流微電網(wǎng)單元1-n通過該區(qū)域型直流微電網(wǎng)模塊的多端口直流變電站實現(xiàn)互聯(lián)。
發(fā)明技術(shù)背景及技術(shù)實現(xiàn)：
隨著環(huán)境污染及能源危機等問題的突出，清潔能源和可再生能源將成為未來主要 能量供應(yīng)來源。由于分布式能源大部分是以直流的形式發(fā)電且發(fā)電過程具有交大的波動 性，因此，需采用新型的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與相關(guān)的技術(shù)設(shè)備來更好的適應(yīng)分布式新能源的接入并 滿足電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、靈活性及可靠性等要求。相對于交流網(wǎng)來講，直流微網(wǎng)能夠滿足新 能源接入并具有線路成本低、輸電能力強、控制簡單、轉(zhuǎn)化效率高等特點。因此，直流輸電技術(shù)與直流微電網(wǎng)技術(shù)在國內(nèi)外引起來廣泛的研究并取得了一定的研究成果。
目前，有學(xué)者研究了基于海上風(fēng)電的直流變電站及其主從控制策略，但這些變電 站及其主從控制策略存在能源結(jié)構(gòu)單一，不能實現(xiàn)能源的合理利用的缺點;有學(xué)者針對直 流微電網(wǎng)研究了雙輸入變換器的結(jié)構(gòu)及工作原理，但沒有分析其在實際中的應(yīng)用;也有學(xué) 者研究了單個的直流微電網(wǎng)的控制策略，但不能實現(xiàn)多電壓等級直流微電網(wǎng)的互聯(lián)。此外， 通過采用多個直流變換器來實現(xiàn)多個電壓等級的直流微電網(wǎng)互聯(lián)存在控制復(fù)雜、成本高等缺點。
為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明之目的在于提供一種基于多端口直流變 電站的直流微電網(wǎng)系統(tǒng)，其可最大限度的消納分布式能源發(fā)電，并通過對能量的協(xié)調(diào)控制 實現(xiàn)能源的合理利用。
本發(fā)明之另一目的在于提供一種基于多端口直流變電站的直流微電網(wǎng)系統(tǒng)，其具 有故障隔離的優(yōu)點，可在節(jié)約成本的基礎(chǔ)上實現(xiàn)直流微電網(wǎng)多電壓等級的互聯(lián)。
為達上述及其它目的，本發(fā)明提出一種基于多端口直流變電站的直流微電網(wǎng)系 統(tǒng)，該系統(tǒng)包括區(qū)域型直流微電網(wǎng)模塊以及多個直流微電網(wǎng)單元1-n，該區(qū)域型直流微電網(wǎng) 模塊由分布式能源發(fā)電、儲能、負載通過多端口直流變電站組成，多個直流微電網(wǎng)單元1-n 通過該區(qū)域型直流微電網(wǎng)模塊的多端口直流變電站實現(xiàn)互聯(lián)。
進一步地，該區(qū)域型直流微電網(wǎng)模塊包括：
若干直流變換器，每個直流變換器均具有輸入端口與輸出端口，各直流變換器并 聯(lián)連接至直流母線，每個直流微電網(wǎng)單元連接一直流變換器;
分布式能源發(fā)電模組，通過直流變換器接入直流母線電壓;
儲能單元，通過直流變換器接入直流母線;
直流負載，通過直流變換器接入直流母線。
進一步地，該分布式能源發(fā)電模組包括光伏發(fā)電及風(fēng)力發(fā)電。
進一步地，該光伏發(fā)電經(jīng)過一直流變換器接入直流母線電壓，該風(fēng)力發(fā)電經(jīng)不控整流后通過一直流變換器接入直流母線。
進一步地，各直流變換器與直流母線之間還包括保護裝置以實現(xiàn)故障保護。
進一步地，該保護裝置采用隔離開關(guān)與直流斷路器相配合的方式。
進一步地，該保護裝置包括隔離開關(guān)與直流斷路器，該直流斷路器包括檢測裝置、 主開關(guān)、控制單元以及輔助開關(guān)電路，該隔離開關(guān)一端連接直流變換器，另一端連接該檢測 裝置，該檢測裝置連接該控制單元、主開關(guān)與輔助電路開關(guān)，該控制單元與該輔助開關(guān)電路 連接，并控制該主開關(guān)，當(dāng)該檢測裝置檢測到發(fā)生過載或短路情況時發(fā)出信號，通過該控制單元將該直流斷路器關(guān)斷。
進一步地，各直流變換器采用具有升壓、降壓功能的Buck/Boost變換器。
進一步地，該儲能單元采用超級電容實現(xiàn)。
進一步地，各直流微電網(wǎng)單元為不同電壓等級的直流微電網(wǎng)單元。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一種基于多端口直流變電站的直流微電網(wǎng)系統(tǒng)通過對直 流變換器端口數(shù)的擴展實現(xiàn)了一種基于多端口直流變電站的直流微電網(wǎng)系統(tǒng)，可最大限度 的消納分布式能源發(fā)電，并通過對能量的協(xié)調(diào)控制實現(xiàn)能源的合理利用，本發(fā)明實現(xiàn)了不 同類型的分布式電源的接入及多電壓等級的直流微電網(wǎng)的互聯(lián)，將適應(yīng)于未來直流大電網(wǎng) 的建設(shè)，為跨國性直流環(huán)形電網(wǎng)的建設(shè)打下了良好的基礎(chǔ)，此外，本發(fā)明還具有故障隔離的優(yōu)點，可在節(jié)約成本的基礎(chǔ)上實現(xiàn)直流微電網(wǎng)多電壓等級的互聯(lián)。
發(fā)明具體情況：
1.一種基于多端口直流變電站的直流微電網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)包括區(qū)域型直流微電網(wǎng)模塊以及多個直流微電網(wǎng)單元1-n，該區(qū)域型直流微電網(wǎng)模塊由分布式能源發(fā)電、儲能、負載通過多端口直流變電站組成，多個直流微電網(wǎng)單元1-n通過該區(qū)域型直流微電網(wǎng)模塊的多端口直流變電站實現(xiàn)互聯(lián)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于多端口直流變電站的直流微電網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，該區(qū)域型直流微電網(wǎng)模塊包括：若干直流變換器，每個直流變換器均具有輸入端口與輸出端口，各直流變換器并聯(lián)連接至直流母線，每個直流微電網(wǎng)單元連接一直流變換器；分布式能源發(fā)電模組，通過直流變換器接入直流母線電壓；儲能單元，通過直流變換器接入直流母線；直流負載，通過直流變換器接入直流母線。
3.如權(quán)利要求2所述的一種基于多端口直流變電站的直流微電網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于：該分布式能源發(fā)電模組包括光伏發(fā)電及風(fēng)力發(fā)電。
4.如權(quán)利要求3所述的一種基于多端口直流變電站的直流微電網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于：該光伏發(fā)電經(jīng)過一直流變換器接入直流母線電壓，該風(fēng)力發(fā)電經(jīng)不控整流后通過一直流變換器接入直流母線。
5.如權(quán)利要求4所述的一種基于多端口直流變電站的直流微電網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于：各直流變換器與直流母線之間還包括保護裝置以實現(xiàn)故障保護。
6.如權(quán)利要求5所述的一種基于多端口直流變電站的直流微電網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于：該保護裝置采用隔離開關(guān)與直流斷路器相配合的方式。
7.如權(quán)利要求5所述的一種基于多端口直流變電站的直流微電網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于：該保護裝置包括隔離開關(guān)與直流斷路器，該直流斷路器包括檢測裝置、主開關(guān)、控制單元以及輔助開關(guān)電路，該隔離開關(guān)一端連接直流變換器，另一端連接該檢測裝置，該檢測裝置連接該控制單元、主開關(guān)與輔助電路開關(guān)，該控制單元與該輔助開關(guān)電路連接，并控制該主開關(guān)，當(dāng)該檢測裝置檢測到發(fā)生過載或短路情況時發(fā)出信號，通過該控制單元將該直流斷路器關(guān)斷。
8.如權(quán)利要求7所述的一種基于多端口直流變電站的直流微電網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于：各直流變換器采用具有升壓、降壓功能的Buck/Boost變換器。
9.如權(quán)利要求7所述的一種基于多端口直流變電站的直流微電網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于：該儲能單元采用超級電容實現(xiàn)。
10.如權(quán)利要求1所述的一種基于多端口直流變電站的直流微電網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于：各直流微電網(wǎng)單元為不同電壓等級的直流微電網(wǎng)單元為不同電壓等級的直流微電網(wǎng)單元。
