[發(fā)明專利]一種用于交直流混合微電網(wǎng)的多端口電路變換系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202310115366.2
• 申請日: 2023-02-15
• 公開（公告）號: CN116054292A
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發(fā)明（設計）人: 王海鑫;吳季超;王慶園
• 申請（專利權）人: 青島鼎信通訊科技有限公司;青島鼎信通訊股份有限公司
• 主分類號: H02J5/00
• 分類號: H02J5/00;H02J3/38;H02J3/26;H02J3/32;H02J3/01;H02J7/22;H02H7/12;H02H3/08;H02J13/00
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1.一種用于交直流混合微電網(wǎng)的多端口電路變換系統(tǒng)，其特征在于，包括交流端口、直流端口、PCS變流器、380V隔離變壓器、10/0.4kV交流變壓器、10kV配電網(wǎng)；

所述交流端口、直流端口分別設置斷路器開關，實現(xiàn)該端口的分斷及短路、過載保護，同時交直流端口分別設置預充電功能，防止上電瞬間對電網(wǎng)造成電流沖擊；

所述交流端口有兩種工作模式：離網(wǎng)工作模式和并網(wǎng)工作模式，離網(wǎng)時，輸出穩(wěn)定的交流，直接供給本地負載使用；并網(wǎng)時，將交流輸出并入電網(wǎng)，此時輸出電壓被大電網(wǎng)鉗位，微網(wǎng)變流器輸出指定大小的電流、功率，使電壓、頻率隨負載波動而規(guī)律性變化，模仿大電網(wǎng)的同步發(fā)電機，分布式能源與電網(wǎng)發(fā)電機同步變化，實現(xiàn)虛擬同步機控制；交流端口既可用于三相并網(wǎng)運行，也可獨立給交流負載供電，采用母線中點接回方案，既能滿足三相對稱負載情況又能滿足三相不平衡負載帶載要求；

所述直流端口包括直流斷路器、直流接觸器、直流預充電單元；斷路器具有直流母線分斷、隔離、短路保護功能；直流接觸器實現(xiàn)自動控制直流分斷及配合預充電功能實現(xiàn)；直流預充電功能由預充電繼電器和預充電阻串聯(lián)實現(xiàn)；通過預充電功能，可以有效減少大電流對于設備母線電容的電流沖擊；

所述PCS變流器用于對直流微網(wǎng)進行控制，直流微網(wǎng)包括直流母線、直流負載、儲能裝置、分布式能源，直流母線與直流負載、儲能裝置、分布式能源相連接，使用PCS變流器對母線電壓進行穩(wěn)定電壓控制，直流側(cè)能源優(yōu)先在支流微網(wǎng)內(nèi)消耗，分布式能源輸出電能到直流母線，直流母線電能高于負載消耗時，儲能裝置取電儲能，直流母線電能不足時，儲能裝置輸出電能到支流母線上，通過PCS變流器對電能流動進行檢測和控制；

所述隔離變壓器用于減少直流側(cè)電能對電網(wǎng)電能質(zhì)量的波動影響，通過隔離變壓器，實現(xiàn)一次側(cè)與二次側(cè)之間電氣完全絕緣，實現(xiàn)該回路實現(xiàn)隔離，同時利用其鐵芯高頻損耗大的特點，抑制高頻次雜波傳入主回路；

所述交流變壓器用于電壓變換，可以實現(xiàn)交流10kV與交流380V之間的電壓等級變換，將10kV母線與交流端口聯(lián)系起來。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于交直流混合微電網(wǎng)的多端口電路變換系統(tǒng)，其特征在于，所述直流微網(wǎng)電能輸出大于負載使用時，可通過多端口電路變換反饋至交流側(cè)微網(wǎng)，當電能滿足交直流所有負載之后，可以向大電網(wǎng)輸出電能。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種用于交直流混合微電網(wǎng)的多端口電路變換系統(tǒng)，其特征在于，所述PCS變流器接受電網(wǎng)調(diào)度，與儲能裝置相配合，對電網(wǎng)進行削峰填谷的功能拓展。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種用于交直流混合微電網(wǎng)的多端口電路變換系統(tǒng)，其特征在于，所述變流器作為主要控制器件，獨立控制直流微電網(wǎng)，直流間電能相互變換；工作在逆變模式時，配合電網(wǎng)調(diào)度并網(wǎng)傳輸電能；電路檢修時工作于孤島模式，直流側(cè)電能通過多端口電路變換輸送給交流負載，縮小停電區(qū)域，減少停電時間。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種用于交直流混合微電網(wǎng)的多端口電路變換系統(tǒng)，其特征在于，所述10kV配電網(wǎng)、直流母線電壓超過設定的直流過壓保護閾值時，系統(tǒng)觸發(fā)直流過壓保護，系統(tǒng)停機并發(fā)出告警。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種用于交直流混合微電網(wǎng)的多端口電路變換系統(tǒng)，其特征在于，所述多端口電路變換系統(tǒng)具有過頻、欠頻保護，系統(tǒng)實時檢測電網(wǎng)頻率，當并網(wǎng)點頻率超過47.5Hz～50.2Hz運行范圍時，在0.2s內(nèi)停機，停止向電網(wǎng)送電；當電網(wǎng)頻率低于49.5Hz，或高于50.2Hz，此時處于停運狀態(tài)的交直流微網(wǎng)變流器不得并網(wǎng)；在電網(wǎng)頻率恢復到允許運行的電網(wǎng)頻率時，交直流微網(wǎng)變流器應能重新啟動運行。

7.根據(jù)權利要求1所述的一種用于交直流混合微電網(wǎng)的多端口電路變換系統(tǒng)，其特征在于，所述PCS變流器對直流端口電壓實時檢測，直流極性誤接時，系統(tǒng)控制直流側(cè)預充繼電器及直流接觸器不能吸合，并發(fā)出告警信息，待極性正確接入時，恢復正常工作；交流側(cè)具有相序自適應功能，誤接時自動識別相序與電網(wǎng)保持一致；相線與零線誤接時系統(tǒng)具有自動保護功能，系統(tǒng)禁止啟動，并給出告警信息，待接線調(diào)整后系統(tǒng)正常啟動。