[發明專利]交直流混合微電網及其保護控制中心和保護控制方法

有效

• 申請號: 201810631216.6
• 申請日: 2018-06-19
• 公開（公告）號: CN108649575B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 林恒偉;孫凱
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/38;H02J3/06
• 代理公司: 北京睿邦知識產權代理事務所(普通合伙) 11481
• 代理人: 徐丁峰

一種交直流混合微電網及其保護控制中心和保護控制方法，所述交直流混合微電網包括交流網絡、直流網絡和保護控制中心，所述保護控制中心分別通過通訊網絡與所述交流網絡和所述直流網絡連接，所述保護控制中心根據設定的保護控制策略，針對交直流混合微電網的故障狀態和正常運行狀態分別建立對應的優化目標和模型，采用優化算法計算并求得所述交直流混合微電網重構運行的最優方案，按照所述最優方案控制所述交流網絡和/或所述直流網絡，調整所述交流網絡和/或所述直流網絡的電氣連接和運行模式，使所述交流網絡和/或所述直流網絡根據實時運行狀況在故障和非故障情況下均能進行主動重構。本發明還公開了該交直流混合微電網的保護控制方法。

技術領域

本發明涉及一種交直流混合微電網，特別是一種具有智能重構功能的交直流混合微電網及其保護控制中心和保護控制方法。

背景技術

隨著電力電子變換器相關技術領域的快速發展，傳統交流電力系統的拓撲結構和運行模式正在面臨新的變化。交直流混合電網由于同時具有交流、直流供電網絡，得到越來越多的關注。但是交直流混合電網的保護與控制系統同時對交流、直流網絡進行協同控制的能力不足。此外，交直流混合微電網的智能重構運行還不成熟，上述缺陷均是本領域亟需解決的問題。

因此，迫切需要從整個交直流混合電網的安全高效運行出發，考慮在故障和正常運行情況下整個電氣系統的直流電網和交流電網的智能重構功能，實現交直流混合微電網的保護與控制的協調與優化運行。

發明內容

鑒于上述問題提出了本發明，以便提供一種至少部分地解決上述問題的具有智能重構功能的交直流混合微型電網及其保護控制中心和保護控制方法，適用于輸電網、配電網等不同電壓等級以及發電廠、智能家庭和樓宇配電系統等不同場景。

為了實現上述目的，本發明提供了一種交直流混合微電網的保護控制中心，其中，所述交直流混合微電網包括交流網絡、直流網絡和保護控制中心，所述保護控制中心分別與所述交流網絡和所述直流網絡連接，所述保護控制中心根據設定的保護控制策略，針對交直流混合微電網的故障狀態和正常運行狀態分別建立對應的優化目標和模型，采用優化算法計算并求得所述交直流混合微電網重構運行的最優方案，按照所述最優方案控制所述交流網絡和/或所述直流網絡，調整所述交流網絡和/或所述直流網絡的電氣連接和運行模式，使所述交流網絡和/或所述直流網絡根據實時運行狀況在故障和非故障情況下均能進行主動重構。

上述的交直流混合微電網的保護控制中心，其中，所述保護控制中心通過控制繼電保護裝置和電力電子變換器分別與所述交流網絡和所述直流網絡相互連接并實現雙向能量流動。

上述的交直流混合微電網的保護控制中心，其中，所述電力電子變換器包括雙向DC/DC變換器和雙向DC/AC變換器，所述保護控制中心通過通信網絡分別與所述雙向DC/DC變換器和雙向DC/AC變換器連通，所述雙向DC/DC變換器與所述直流網絡連接，所述雙向DC/AC變換器與所述交流網絡連接，雙向DC/DC變換器和雙向DC/AC變換器共同匯集連接到直流母線并進而將直流網絡和交流網絡進行連接。

上述的交直流混合微電網的保護控制中心，其中，所述交流網絡包括交流負荷、交流保護裝置和發電機，所述交流負荷、交流保護裝置和發電機均連接在電路網絡中，所述交流負荷、交流保護裝置、雙向DC/AC變換器和發電機分別通過所述通信網絡與所述保護控制中心連接。

上述的交直流混合微電網的保護控制中心，其中，所述直流網絡包括直流負荷、光伏裝置、儲能裝置、直流保護裝置和風電裝置，所述直流負荷通過所述通信網絡與所述保護控制中心連接，所述光伏裝置、儲能裝置和風電裝置分別通過所述雙向DC/DC變換器和保護裝置接入到直流電氣網絡并分別通過所述通信網絡與所述保護控制中心連接。

為了更好地實現上述目的，本發明還提供了一種交直流混合微電網的保護控制方法，其中，用于上述的保護控制中心，包括如下步驟：