[發明專利]一種港口交直流混聯配電網及其綜合調度管控方法

在審

• 申請號: 201710758390.2
• 申請日: 2017-08-29
• 公開（公告）號: CN107394831A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 朱金大;俞拙非;武迪;駱健;楊冬梅;陳永華;鄧任任;何菊香;黃堃;崔志國
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;南京南瑞集團公司;國網電力科學研究院
• 主分類號: H02J5/00
• 分類號: H02J5/00;H02J1/10;H02J3/38;H02J3/32
• 代理公司: 南京知識律師事務所32207
• 代理人: 劉豐

技術領域

本發明屬于港口配用電及配網自動化領域，具體涉及一種港口交直流混聯配電網及其綜合調度管控方法。

背景技術

當前港口的用能設備主要為岸/場橋等垂直作業設備、拖車等水平作業設備、靠港船舶、輔助生產類設備及生活類設備等。目前岸/場橋已逐步開展油改電，降低了對環境影響程度及碳排放，符合綠色港口的發展定位。但是，靠港船舶及拖車大部分仍采用化石能源作為燃料，環境污染及碳排放處于較嚴重的狀況，嚴重影響了港口的綠色化進程。

作為綠色港口實踐的重要方面，停港船舶采用岸電進行供電、港口拖車采用電動拖車將進一步提高電能在港口用能的比例，降低污染及碳排放的比重，提高港口的綠色港口評價等級，提升港口的環境友好度、資源利用率及可持續發展能力，最終做到港口發展與資源利用、環境保護的協調統一。

港口用電負荷大部分屬于二級負荷，需確保其可靠及高效供電，港口配電網通常采用交流配電網進行供電。然而，采用交流配電方式的港口配電網存在以下局限性：1、港口交流配網的負荷同時率設計值偏高，造成配電設計裕度較大，配網容載比(容量與負載的比率)較大，采用基礎容量電費核算的港口的基本電費較高；2、港口實際運行過程中用電同時率偏低，部分作業設備利用率低；3、隨著岸電及電動拖車的推廣，部分港口配電容量存在增容的需求；4、交流配電網接入和消納光伏等新能源主要采用AC-DC-AC方式，存在不經濟和多個環節的損耗；5、用電負載率低，配電變壓器損耗率偏高；6、港口配電網難以進行并列運行，無法有效應對高峰用電，同時可靠性的提升面臨瓶頸；7、港口配電網用電負荷大，短路故障程度嚴重；8、港口配電網存在一定的電能質量問題；9、電網可控性較差，潮流由回路固有阻抗決定，無法實現合理調度。

從港口設備的角度來看，還面臨以下問題：1、港口作業時，大量隨機性大容量沖擊性負荷投入，其供電有功潮流呈現快速波動性；2、當前岸/場橋勢能回饋利用系統主要采用儲能回饋的方式，儲能投資成本高，回收期長；3、岸/場橋勢能回饋利用系統的回收勢能需經過進出儲能的環節，存在一定的變流損耗；4、現有配電變壓器節能等級較低，空載損耗大的問題也較為突出。

發明內容

本發明的發明目的是：針對現有港口配電網面臨的局限性及綠色港口的發展需求，提出一種港口交直流混聯配電網及其綜合調度管控方法，以實現港口配電網的優化供電及綜合調度管控，提升港口的環境友好度及資源利用率，促進綠色港口的發展。

為了實現上述發明目的，本發明的港口交直流混聯配電網，采用的技術方案是：包括總降壓站、分變電站或開閉站及各個配電子系統，所述總降壓站的多路饋線經分變電站或開閉站為各個配網子系統提供交流電源，所述配電子系統包括岸電子系統、岸橋子系統、場橋子系統、用于港口電動拖車的充換電站子系統、新能源子系統及生產生活子系統，其特征在于：所述各個配網子系統利用交流配電變壓器及AC/DC變流器構建各配電子系統的直流母線，各個配電子系統的直流母線之間通過直流互聯保護開關進行直流互聯；配電子系統內部有多段直流母線的，多段直流母線之間通過直流互聯保護開關進行直流互聯。

上述技術方案的進一步特征在于：所述配網子系統中一套AC/DC變流器為一個或多個用電負載提供公共直流電源。

上述技術方案的進一步特征在于：所述岸橋子系統或場橋子系統為雙向可控式直流勢能回饋系統，利用下降作業的岸橋或場橋中的起升機構的回饋勢能功率向處于用電作業的其他岸橋/或場橋以及就近直流互聯的配電子系統供電。

上述技術方案的進一步特征在于：所述岸橋子系統或場橋子系統為雙向集中變流式直流勢能回饋系統，采用整流逆變一體化且4象限運行的雙向可控變流器作為AC/DC集中變流器，一套AC/DC集中變流器通過提供公共直流母線方式為多個岸橋或場橋供電，各岸橋或場橋中的DC/AC變頻器并接于公共直流母線上，回饋變流器復用各岸橋或場橋中的起升機構的DC/AC變頻器及各岸橋或場橋對應的AC/DC集中變流器，各岸橋或場橋就地配置光伏變流器。

上述技術方案的進一步特征在于：所述岸橋子系統或場橋子系統為雙向就地變流式直流勢能回饋系統，各岸橋或場橋在配置AC/DC整流器的基礎上就地安裝回饋AC/DC變流器及光伏變流器，岸橋子系統或場橋子系統的直流母線互聯，各岸橋或場橋中的DC/AC變頻器并接于直流母線上。