【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及本专利技术涉及微电网，尤其是指一种多源中压直流组网增强配网。
技术介绍
1、长期以来，我国的新能源建设处于离散状态，由于储能的安全性问题始终未能完全解决，直流系统的建设一直处于示范状态。由于多数单位对于直流电不甚了解，所有的设计均采用交流组网、直流逆变并网的模式，大规模采用各种直流隔离模式，导致算法复杂，系统不可靠等问题。
2、传统配电网为树状结构，从中压交流变压下来是分开各个用电台区的，也就是每个台区配变各自带载工作且功率分配不均匀，由于负载是全网随机性最强的，由此向上穿越的结果，任何台区功率突变、三相不平衡、异常短路等都会对上级电网造成冲击；为了保证电网的稳定，每个配变均设有电容组件进行三相平衡，也设有异常保护断路器进行防护，整体冗余达到2～3倍等等，装备利效率和用率往往很低，一些大型装备需要专变甚至专线，额外配置成本。传统配电网架构决定了用户侧新能源接入难度很高，效率也差。新能源电源主流为光伏和风能，由于其天然的随机性，并不能独立支撑负载，就必须依托电网来承载负载，至今为止绝大多数新能源接入系统只能采用并网模式，一些较大的集中式光伏都必须用专变升压到至少10kv并网，随后再从10kv降压回到400v配网用电，期间2次穿越变压器，加上三相平衡和交流网线损，约30％的电量都损失在过程中，这也是长期以来光伏建设最大的痛点，经济效益实际效果达不到预期的一半，推广过程非常难。
3、目前工业园区用户一般只有一个电力账户，但在一些工业园区或者商业区，却不止一家用电单位，一般会配备多个台区配变变压器，
技术实现思路
1、为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中不足，提供一种多源中压直流组网增强配网，局部替代传统落后低效的配电网，通过将10kv交流电、直流电源侧和跨台区交流增容叠加在一起，实现了多源标准化的直流组网，全面提升配网的用电效率；同时实现以新能源为主的直流网，与传统交流配网并行工作，实现稳定可控的互换电能，高效消纳新能源，解决传统配电网在实际应用中诸多难以克服的现实难题；同时，储能和风光一体化且同源控制，通过储能实现电源的稳定，能够在一定范围响应电网指令，稳定并网参与电网调峰，实现新能源电源对电网完全友好可控，且零冲击。
2、解决上述技术问题，本专利技术提供了一种多源中压直流组网增强配网，包括:
3、中压交流侧，其通过第一交流变压器接入交流总线；
4、交流负载侧，与所述交流总线连接用于交流负载的供电；
5、直流总线；
6、双向逆变单元，用于实现所述交流总线和直流总线之间的能量双向互通；双向逆变单元包括第一双向逆变器和第二双向逆变器；所述第一双向逆变器、第二双向逆变器均能够将直流总线的为直流电转换得到的交流电并入交流总线为交流负载侧供电或将交流总线的交流电转换得到直流电并入直流总线；
7、直流电源侧，用于产生新能源直流电，其供电端接入直流总线；
8、跨台区中压交流侧，其通过第二交流变压器与所述第二双向逆变器连接；所述第二双向逆变器用于将第二交流变压器冗余的交流电转换为直流电，并入所述直流总线，以应对用电高峰状态避免过载风险或将所述直流总线的直流电转换为交流电通过第二双向逆变器并入所述第二交流变压器，以实现第二交流变压器容量不足情况下的交流增容；
9、中压交直流变换器，其与所述中压交流侧(10kv/20kv/35kv)和所述直流总线连接，用于将中压交流侧的交流电直接转换为直流电并入所述直流总线或将直流总线的直流电转换为交流电并入所述中压交流侧。
10、所述中压交直流变换器可以为组串式变流器或单向整流变换装置，两者均为全电力电子装置，效率96％，可局部替代传统配变变压器(效率85％)，提高配电网全程效率10％。其中，所述组串式变流器能够将10kv交流直接转换716v等级直流电近直流网，也可从716v(550～850v)直接逆变为10kv交流(专用于高效并网)，用以替代传统配变变压器+传统变流器组合，可提高效率15％。单向整流变换装置从10kv交流转换为716v直流，转压的效率也很高，比变压器便宜的多，但效率同样能达到96％.。
11、在本专利技术的一个实施例中，还包括交直流增容装置，所述交直流增容装置的输入端接入所述直流电源侧的供电端，其输出端通过第一交流变压器并入所述交流总线；当所述直流电源侧的供电能力大于所述交流负载侧所需荷电时，将所述直流电源侧溢出的直流电通过交直流增容装置进行储备；当所述交直流增容装置的储备荷电超出所述交流负载侧所需的荷电时，所述交直流增容装置将溢出的直流电转换为交流电以持续稳定可控功率模式并入所述中压交流侧。
12、在本专利技术的一个实施例中，所述交直流增容装置为包括多个并行交直流增容柜，所述并行交直流增容柜设有储能模块、ac/dc充电模块和充电管理模块bms，所述储能模块用于将直流电源溢出的直流电进行储备实现所述并行交直流增容柜的纯直流储能，所述ac/dc充电模块用于交直流管理及防逆流；所述充电管理模块bms用于监控和控制储能模块的状态、充放电过程。
13、在本专利技术的一个实施例中，所述交流总线上设有第一开关柜，用于控制所述中压交流侧供给所述交流负载侧的交流电的通断，所述第一开关柜内设有sts可控硅防逆流装置，用于保证直流电源侧的新能源电不上传干扰电网，当中压交流侧电网断电时，所述第一开关柜切除电网，当中压交流侧电网断电时，所述第一开关柜切除电网，所述负载侧由直流总线独立供电，解决保供电问题。
14、在本专利技术的一个实施例中，还包括新增带载侧，所述新增带载侧通过第二开关柜接入所述交流总线。
15、在本专利技术的一个实施例中，还包括能量管理模块，其接入所述交直流增容装置，用于监测所述交直流增容装置的soc状态和健康状态，以及配合所述交直流增容装置进行电池平衡修复；所述能量管理模块还接入第一双向逆变器和第二双向逆变器，用于控制第一双向逆变器和第二双向逆变器的工作状态；所述能量管理模块还接入第一开关柜和第二开关柜，用于分别控制所述第一开关柜和第二开关柜的断开和连接。
16、在本专利技术的一个实施例中，所述直流电源侧包括中压直流光伏发电矩阵和中压直流风能发电矩阵，所述中压直流光伏发电矩阵、中压直流风能发电矩阵与所述第一双向逆变器之间均设有二级管，所述二极管用于使所述直流电源输出的直流电进行单向流动；所述中压直流光伏发电矩阵和中压直流风能发电矩阵输出的直流电并入直流总线，并能够通过交直流增容装置的储能模块进行储能实现静态平衡。
17、在本专利技术的一个实施例中，还包括直流负载侧，其与所述直流总本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多源中压直流组网增强配网，其特征在于：包括:
2.根据权利要求1所述的多源中压直流组网增强配网，其特征在于：还包括交直流增容装置，所述交直流增容装置的输入端接入所述直流电源侧的供电端，其输出端通过第一交流变压器并入所述交流总线；当所述直流电源侧的供电能力大于所述交流负载侧所需荷电时，将所述直流电源侧溢出的直流电通过交直流增容装置进行储备；当所述交直流增容装置的储备荷电超出所述交流负载侧所需的荷电时，所述交直流增容装置将溢出的直流电转换为交流电以持续稳定可控功率模式并入所述中压交流侧。
3.根据权利要求2所述的多源中压直流组网增强配网，其特征在于：所述交直流增容装置为包括多个并行交直流增容柜，所述并行交直流增容柜设有储能模块、AC/DC充电模块和充电管理模块BMS，所述储能模块用于将直流电源溢出的直流电进行储备实现所述并行交直流增容柜的纯直流储能，所述AC/DC充电模块用于交直流管理及防逆流；所述充电管理模块BMS用于监控和控制储能模块的状态、充放电过程。
4.根据权利要求3所述的多源中压直流组网增强配网，其特征在于：所述交流总线上设有第
5.根据权利要求4所述的多源中压直流组网增强配网，其特征在于：还包括新增带载侧，所述新增带载侧通过第二开关柜接入所述交流总线。
6.根据权利要求5所述的多源中压直流组网增强配网，其特征在于：还包括能量管理模块，其接入所述交直流增容装置，用于监测所述交直流增容装置的SOC状态和健康状态，以及配合所述交直流增容装置进行电池平衡修复；所述能量管理模块还接入第一双向逆变器和第二双向逆变器，用于控制第一双向逆变器和第二双向逆变器的工作状态；所述能量管理模块还接入第一开关柜和第二开关柜，用于分别控制所述第一开关柜和第二开关柜的断开和连接。
7.根据权利要求2所述的多源中压直流组网增强配网，其特征在于：所述直流电源侧包括中压直流光伏发电矩阵和中压直流风能发电矩阵，所述中压直流光伏发电矩阵、中压直流风能发电矩阵与所述第一双向逆变器之间均设有二级管，所述二极管用于使所述直流电源输出的直流电进行单向流动；所述中压直流光伏发电矩阵和中压直流风能发电矩阵输出的直流电并入直流总线，并能够通过交直流增容装置的储能模块进行储能实现静态平衡。
8.根据权利要求1所述的多源中压直流组网增强配网，其特征在于：还包括直流负载侧，其与所述直流总线连接；所述直流负载侧通过电力电子驱动器或逆变器驱动用于大型感性负载的供电，用于规避大型感性负载对传统变压器的冲击。
9.根据权利要求1所述的多源中压直流组网增强配网，其特征在于：还包括独立带载逆变器；所述独立带载逆变器将直流电源侧的直流电源转换为交流电，用于应急交流负载或保供电装备的供电。
10.根据权利要求1所述的多源中压直流组网增强配网，其特征在于：还包括储能变频柜，所述储能变频柜与所述直流总线和所述交流总线连接，用于将所述交流总线和直流总线的电能进行储备并调整输出电压和频率。
...【技术特征摘要】
1.一种多源中压直流组网增强配网，其特征在于：包括:
2.根据权利要求1所述的多源中压直流组网增强配网，其特征在于：还包括交直流增容装置，所述交直流增容装置的输入端接入所述直流电源侧的供电端，其输出端通过第一交流变压器并入所述交流总线；当所述直流电源侧的供电能力大于所述交流负载侧所需荷电时，将所述直流电源侧溢出的直流电通过交直流增容装置进行储备；当所述交直流增容装置的储备荷电超出所述交流负载侧所需的荷电时，所述交直流增容装置将溢出的直流电转换为交流电以持续稳定可控功率模式并入所述中压交流侧。
3.根据权利要求2所述的多源中压直流组网增强配网，其特征在于：所述交直流增容装置为包括多个并行交直流增容柜，所述并行交直流增容柜设有储能模块、ac/dc充电模块和充电管理模块bms，所述储能模块用于将直流电源溢出的直流电进行储备实现所述并行交直流增容柜的纯直流储能，所述ac/dc充电模块用于交直流管理及防逆流；所述充电管理模块bms用于监控和控制储能模块的状态、充放电过程。
4.根据权利要求3所述的多源中压直流组网增强配网，其特征在于：所述交流总线上设有第一开关柜，用于控制所述中压交流侧供给所述交流负载侧的交流电的通断，所述第一开关柜内设有sts可控硅防逆流装置，用于保证直流电源侧的新能源电不上传干扰电网，当中压交流侧电网断电时，所述第一开关柜切除电网，所述交流负载侧由直流总线独立供电。
5.根据权利要求4所述的多源中压直流组网增强配网，其特征在于：还包括新增带载侧，所述新增带载侧通过第二开关柜接入所述交流总线。
6.根据权利要求5所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：翁永凤，杨奇，
申请(专利权)人：朝辉时代太仓能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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