[发明专利]一种混合型电力电子变电站

说明书

本发明涉及一种混合型电力电子变电站，其特征在于：其包括一次系统；一次系统包括一混合型电力电子变压器以及变电站开关装置；混合型电力电子变压器的高压侧通过高压交流母线与上层电网的进线相连，低压侧分为传统低压交流出口、定制低压交流出口和低压直流出口，且传统低压交流出口与传统低压交流母线的输入侧相连，定制低压交流出口与定制低压交流母线相连，低压直流出口与低压直流母线相连，各低压母线分别与各类交、直流负载出线以及直流输入输出接口相连，为其提供相应电力。本发明可以广泛应用于电力电子变电站的建设中。

技术领域

本发明涉及配电网中变电站的规划设计领域，特别是关于一种混合型电力电子变电站。

背景技术

随着用户侧信息设备(如数据中心、计算机与微处理器、通信系统设备、智能终端、传感器与传感网络)、电动汽车的动力电池、半导体照明等直流用电设备的增多、交流敏感负荷(主要指个人计算机、可编程逻辑器件、可调速驱动装置、交流接触器、高压气体放电灯、以及用于切割、钻孔与金属处理等的精加工自动装置或复杂机械来等用电设备)对电能质量要求的提高、以及各种分布式可再生能源发电(生物质能、风能、水能、太阳能等)和储能等设备的广泛应用，配电网也由之前单纯地由上层输电网的交流电输入，到用户侧的交流电输出的电力供应模式，转变为需要接入分布式发电、电动汽车、储能等设备，以及为交流敏感用户提供定制电力的复杂电力调配模式，形成了交、直混合配电网。然而，由于传统交流配电网不能为新型电力用户提供直流输入输出接口和高质量的电力，因此新型电力用户不得不在与配电网连接处安装换流或滤波设备。而这些以满足用户用电个性化需求且分散运行的换流或滤波设备，存在着总体效率低以及配电网对其进行调控困难的问题。

配电网中的变电站，作为连接上级电网与电力用户的桥梁，当站内采用新型的变压(含变流的功能)设备以及采用多样化的接线方式时，可以为电力用户提供交流电和直流电，最为重要的是可以接受配电网调控中心的控制。这将大大提高配电网层面上的整体运行水平以及安全稳定性，同时满足电力用户层面定制电力和接入方便友好的需求。为此，电力电子变电站由之前的概念设计，正在逐步向示范工程的方向推进。而电力电子变电站中的核心设备——电力电子变压器，采用的是AC/DC/AC/DC/AC五级变换拓扑，其造价极为昂贵。这对于商业化运营的电力公司来说，是不得不认真考虑的问题。

需要指出的是，广大的电力用户，对电力供应或接入要求，事实上存在着很大的差异性。主要表现在新型电力用户希望配电网提供优质电力，或者是方便的直流接口，但还有绝大部分传统电力用户仍然使用传统的交流电。在这种情况下，如果配电网在变电站中普遍采用费用昂贵的电力电子变压器，尽管能够为部分新型电力用户提供高质量的电能或方便的直流输入输出接口。但由于居高的设备成本，将会影响到电价水平，可能导致用电费用的普遍增加。这对于无特殊用电需要的传统电力用户来说，是极为不合理的。而对于电力公司来说，电力电子变电站建设的经济性也值得质疑。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种混合型电力电子变电站，它能为多样化电力需求用户提供不同的接口以及高质量的电能，且保证配电网中变电站的投资建设符合商业化运营的理念。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种混合型电力电子变电站，其特征在于：其包括一次系统；所述一次系统包括一混合型电力电子变压器以及由若干断路器和隔离开关构成的变电站开关装置；所述混合型电力电子变压器的高压侧通过高压交流母线与上层电网的进线相连，低压侧通过低压母线与各类交、直流负载出线以及直流输入输出接口相连；所述低压母线包括传统低压交流母线、定制低压交流母线和低压直流母线，且所述传统低压交流母线的输入侧与所述混合型电力电子变压器的传统低压交流出口相连，输出侧与各并联的传统低压交流负载出线相连；所述定制低压交流母线的输入侧与所述混合型电力电子变压器的定制低压交流出口相连，输出侧与各并联的定制低压交流负载出线相连；所述低压直流母线的输入侧与所述混合型电力电子变压器的低压直流出口相连，输出侧与各并联的低压直流负载出线以及各直流输入输出接口相连。