[發明專利]一種單點型多端口電力集能器及其控制方法

在審

• 申請號: 202010626435.2
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN113889996A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 沙廣林;段青;盛萬興;孟曉麗;史常凱;馬春艷;趙彩虹;李鵬華;馮德志;李運碩;藺海麗;宋春媛;王偉;高健
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司;國網上海市電力公司
• 主分類號: H02J1/00
• 分類號: H02J1/00;H02J1/10;H02J5/00;H02M3/00;H02M7/00
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明涉及一種單點型多端口電力集能器及其控制方法，包括：高壓直流母線、兩個電壓源型換流器、雙向DC/DC變換器、boost變換器和buck變換器；所述兩個電壓源型換流器的直流側與所述高壓直流母線并聯，所述兩個電壓源型換流器的交流側與電網或交流負荷連接；本發明通過各換流器和各變換器對分布式電源、儲能及柔性負荷并網后分布式電源、儲能及柔性負荷的潮流進行精確控制，提高了分布式電源、儲能及柔性負荷控制管理的效率，同時，使分布式電源、儲能及柔性負荷可以即插即用。

技術領域

本發明涉及能源互聯技術領域，具體涉及一種單點型多端口電力集能器及其控制方法。

背景技術

隨著能源互聯網戰略的提出，新能源快速發展，新能源發電方式通常具有間歇性、隨機性和不可控性的特點，為了實現削峰填谷、為新能源發電的波動提供能量緩沖，大量的儲能設備也接入電網。新能源并網技術和儲能技術的快速發展，使得電力系統的發電方式由傳統的集中式向分布式開始過渡，出現集中式和分布式并存的現象，且分布式發電所占比例越來越大。同時，以電動汽車為代表的柔性負荷也在大量接入電網，電力系統出現“源網荷”并存的現象，電能流動也從傳統的單一方向流動逐漸變為多方向流動方式。

微電網是解決分布式電源及柔性負荷接入配網行之有效的方法，其一般建設模式為各分布式電源、儲能及柔性負荷利用各自的電力電子變換器并網。這種方式雖然在一定范圍內解決了源荷接入問題，但由于各類電力電子裝備既要解決源荷側的接入和能量傳遞問題，還要兼顧電網友好互動特性，因此使得微電網結構變得復雜，導致控制管理困難，不利于協調優化，系統存在效率低下的問題，難以實現即插即用的功能。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是一種單點型多端口電力集能器及其控制方法，解決現有技術中分布式電源、儲能及柔性負荷并網后，控制管理效率低的問題，使分布式電源、儲能和柔性負荷可以即插即用。

本發明的目的是采用下述技術方案實現的：

本發明提供一種單點型多端口電力集能器，其改進之處在于，包括：高壓直流母線、兩個電壓源型換流器、雙向DC/DC變換器、boost變換器和buck變換器；

所述兩個電壓源型換流器的直流側與所述高壓直流母線并聯，所述兩個電壓源型換流器的交流側與電網或交流負荷連接；

所述雙向DC/DC變換器、boost變換器和buck變換器的高壓側與所述高壓直流母線并聯；

所述雙向DC/DC變換器的低壓側與儲能系統連接，所述boost變換器的低壓側與光伏系統連接，所述buck變換器的低壓側與直流負荷連接。

基于同一發明構思，本發明還提供一種所述電力集能器的控制方法，其改進之處在于，包括：

當兩個電壓源型換流器中一個電壓源型換流器連接電網、一個電壓源型換流器連接交流負荷時，基于高壓直流母線的電壓控制連接電網的電壓源型換流器中開關管的開或斷，基于高壓直流母線的有功功率指令值控制連接交流負荷的電壓源型換流器中開關管的開或斷，以及根據雙向DC/DC變換器低壓側電壓和高壓直流母線的有功功率指令值控制雙向DC/DC變換器中開關管的開或斷，基于光伏系統的輸出功率控制boost變換器中開關管的開或斷，基于直流負荷的電壓控制buck變換器中開關管的開或斷；

當兩個電壓源型換流器均電壓源型換流器連接電網時，基于高壓直流母線的電壓控制連接電網的電壓源型換流器中開關管的開或斷，以及根據雙向DC/DC變換器低壓側電壓和高壓直流母線的有功功率指令值控制雙向DC/DC變換器中開關管的開或斷，基于光伏系統的輸出功率控制boost變換器中開關管的開或斷，基于直流負荷的電壓控制buck變換器中開關管的開或斷；