[發(fā)明專利]一種交直流混合型微電網(wǎng)系統(tǒng)及其控制方法

有效

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• 申請日: 2012-06-26
• 公開（公告）號: CN102738836A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳鳴;蘇劍;劉海濤;季宇;李洋;梁惠施
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力科學研究院
• 主分類號: H02J5/00
• 分類號: H02J5/00
• 代理公司: 北京安博達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微電網(wǎng)系統(tǒng)及其控制方法，具體涉及一種交直流混合型微電網(wǎng)系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

與傳統(tǒng)的大容量火力發(fā)電相比，微網(wǎng)中存在一次能源的波動性(如風能、太陽能)和二次能源動態(tài)分配中的雙向流動性(如微網(wǎng)與大電網(wǎng)之間能量的雙向流動、儲能單元母線上能量的雙向流動等)。

此外，微網(wǎng)中各分布式電源與負荷的能量傳輸、使用形式及反映速度也存在差異性，還存在輸入能源(如風能、太陽能)的相關(guān)性和輸出能源(供電)的相關(guān)性等特點。所有這些特性更增加了微網(wǎng)運行及能量傳輸及使用的復雜性。

微電網(wǎng)中同時含有發(fā)電單元輸出功率與負荷功率2組不相關(guān)隨機變量，同時含有交直流兩種能量傳輸形式，微電網(wǎng)儲能系統(tǒng)需要頻繁通過交直流變換形式吸收(發(fā)出)有功功率以維持微網(wǎng)的穩(wěn)定運行，這對微網(wǎng)的穩(wěn)定性與可靠性，能量利用率以及儲能的工作狀況和壽命產(chǎn)生了較大的負面影響。

因此，如何設(shè)計出一種適用于微電網(wǎng)的能量高效轉(zhuǎn)化、傳輸、儲存、利用的交直流混合結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)微電網(wǎng)的高效率協(xié)調(diào)控制，同時提高儲能的靈活性與實用性，是微電網(wǎng)需要解決的核心關(guān)鍵技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種交直流混合型微電網(wǎng)系統(tǒng)及其控制方法，本發(fā)明提供的方案用于將多種分布式新能源、交直流負荷、儲能裝置等通過電力電子裝置和微電網(wǎng)網(wǎng)絡連接起來構(gòu)成獨立運行的微電網(wǎng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)適應用戶不同的用電需求，實現(xiàn)了交直流供電，為負荷提供可靠的電力供應。該系統(tǒng)有利于交直流混合微網(wǎng)的設(shè)計、控制、運行、維護，其控制方法有效提高微電網(wǎng)的供電可靠性、經(jīng)濟性、高效性。

本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種交直流混合型微電網(wǎng)系統(tǒng)，其改進之處在于，所述微電網(wǎng)系統(tǒng)包括交流微電網(wǎng)系統(tǒng)和直流微電網(wǎng)系統(tǒng)；所述交流微電網(wǎng)系統(tǒng)的交流接口連接在微電網(wǎng)交流母線上；所述直流微電網(wǎng)系統(tǒng)的直流接口連接在微電網(wǎng)直流母線上。

優(yōu)選的，所述交流微電網(wǎng)系統(tǒng)包括電壓節(jié)點、發(fā)電機組、交流電機、交流負荷、分布式新能源發(fā)電單元1、移動式儲能系統(tǒng)1、儲能系統(tǒng)1、備用電源和整流逆變裝置1；所述電壓節(jié)點的交流接口、發(fā)電機組的交流接口、交流電機的交流接口、交流負荷的交流接口、分布式新能源發(fā)電裝置1的交流接口、移動式儲能系統(tǒng)1的交流接口、儲能系統(tǒng)1的交流接口、備用電源的交流接口和整流逆變裝置1的交流接口分別接入微電網(wǎng)交流母線上；所述微電網(wǎng)交流母線連接至交流電網(wǎng)。

較優(yōu)選的，所述發(fā)電機組包括柴油發(fā)電機組或燃氣發(fā)電機組。

較優(yōu)選的，所述分布式新能源發(fā)電單元1包括風力發(fā)電裝置、太陽能發(fā)電裝置和生物質(zhì)能發(fā)電裝置。

較優(yōu)選的，所述移動式儲能系統(tǒng)1包括電動汽車充電站、電動汽車充電樁和移動式電能存儲系統(tǒng)。

較優(yōu)選的，所述儲能系統(tǒng)1包括第一儲能裝置、第二儲能裝置和第三儲能裝置；所述第一儲能裝置為電化學儲能裝置；所述第二儲能裝置為電磁儲能裝置；所述第三儲能裝置為物理儲能。

較優(yōu)選的，所述電化學儲能裝置采用鉛酸電池、鋰系電池、鎳系電池、鈉系電池或液流電池；所述電磁儲能裝置采用超級電容儲能；所述物理儲能為飛輪儲能。

較優(yōu)選的，所述整流逆變裝置1包括雙向DC-DC整流器和雙向DC-AC變流器。

優(yōu)選的，所述直流微電網(wǎng)系統(tǒng)包括直流電機、直流負荷、分布式新能源發(fā)電單元2、移動式儲能系統(tǒng)2、儲能系統(tǒng)2備用電源和整流逆變裝置2；所述直流電機的直流接口、直流負荷的直流接口、分布式新能源發(fā)電單元2的直流接口、移動式儲能系統(tǒng)2的直流接口、儲能系統(tǒng)2的直流接口、備用電源的直流接口和整流逆變裝置2的直流接口分別接入微電網(wǎng)直流母線上；

所述微電網(wǎng)直流母線連接至直流配電網(wǎng)。

較優(yōu)選的，所述分布式新能源發(fā)電單元2包括風力發(fā)電裝置、太陽能發(fā)電裝置和生物質(zhì)能發(fā)電裝置。

較優(yōu)選的，所述移動式儲能系統(tǒng)2包括電動汽車充電站、電動汽車充電樁和移動式電能存儲系統(tǒng)。

較優(yōu)選的，所述儲能系統(tǒng)2包括電網(wǎng)接入裝置；所述電網(wǎng)接入裝置為雙向DC-AC變流器。

較優(yōu)選的，所述整流逆變裝置2包括雙向DC-DC變流器和雙向DC-AC逆變器。

優(yōu)選的，所述微電網(wǎng)系統(tǒng)包括電能質(zhì)量監(jiān)測與治理單元、微電網(wǎng)控制系統(tǒng)、光伏逆變器和儲能逆變器；

所述電能質(zhì)量監(jiān)測與治理單元配置于大電網(wǎng)的連接點、分布式新能源發(fā)電單元1、2；移動式儲能系統(tǒng)1、2；儲能系統(tǒng)1、2；備用電源和整流逆變裝置1、2的接入點，實現(xiàn)所在接入點電能質(zhì)量的監(jiān)測和處理；