[发明专利]一种基于双冗余电力电子变压器的交直流混合系统

说明书

本发明提供的一种基于双冗余电力电子变压器的交直流混合系统，包括：两台多端口电力电子变压器、10kV交流母线、10kV直流母线、240V直流母线、380V交流母线。双冗余电力电子变压器分别接入于两路10kV交流电源，两台电力电子变压器10kV直流、240V直流及380V交流母线互联构成环网。10kV直流母线用于接纳大容量远距离光伏，同时实现两路10kV交流电源点的柔性互联；240V直流用于接纳低压光伏、储能等，同时给直流负载供电；380V交流用于接纳低压光伏、风电、光热发电等，同时给交流负载供电。该系统在保证交直流负荷高供电可靠性的同时，可以有效减少源、荷、储的多级变流环节，提高综合能源利用率及系统能效，同时通过多运行方式的切换，对电网提供辅助支撑。

技术领域

本发明涉及交直流混合系统技术领域，尤其涉及一种基于双冗余电力电子变压器的交直流混合系统。

背景技术

分布式可再生能源已成为推进能源转型的重要途径，预计2050年非水可再生能源占比将高达43.44％，其中超过半数是分布式可再生能源。风电、光伏、光热发电等分布式可再生能源一般通过多级变流环节并网，且缺乏统一管控调度的手段，导致系统综合能效低下。在负荷侧，以IT类负载、变频空调及电动汽车为代表的广义直流用能设备比例快速升高，其变流环节严重降低了系统能效。

目前传统配网需要面临如下几类典型设备的接入：(1)交直流共存的分布式发电系统(如分布式光伏中光伏组件为直流源、风电机本质为交流源)；(2)交直流共存的储能设备(如锂电池、超级电容器本质为直流储能，飞轮储能本质为交流)；(3)电动汽车充电桩、数据中心IT类负载等广义直流设备，对电能直流及供电可靠性要求高，且需要经过多级整流或不间断电源(UPS，Uninterruptible Power Supply)实现供电；(4)传统交流负载直接接入低压交流配网。

面向分上述布式可再生能源可靠消纳及交直流负荷经济用能的重大需求，交直流混合系统在经济性、可靠性及灵活性等方面存在明显优势。国内外已经开展相关技术的研究，提出了交直流系统的概念及发展方向。传统交直流混合系统结构一般为低压放射状母线结构，可靠性低、母线末端电压波动大、能源接入能力有限，运行方式单一，不能实现灵活经济运行。因此支撑大容量交直流源、荷高效接入、可实现灵活运行的交直流混合系统是未来我国新型配用电系统的发展方向。研发此类交直流混合系统时，需要解决传统交直流混合系统可靠性低、母线末端电压波动大、能源接入能力有限，运行方式单一，不能实现灵活经济运行的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于双冗余电力电子变压器的交直流混合系统，用于解决传统交直流混合系统可靠性低、母线末端电压波动大、能源接入能力有限，运行方式单一，不能实现灵活经济运行的技术问题。

本发明提供的一种基于双冗余电力电子变压器的交直流混合系统，包括：两台多端口电力电子变压器、10kV交流母线、10kV直流母线、240V直流母线和380V交流母线；

所述两台多端口电力电子变压器分别接入于两路独立的10kV交流电源；

所述两台多端口电力电子变压器的10kV交流端口通过所述10kV交流母线互相连接，正常运行时10kV交流母线为断开状态；

所述两台多端口电力电子变压器的10kV直流端口通过所述10kV直流母线互相连接；

所述两台多端口电力电子变压器的240V直流端口通过所述240V直流母线互相连接；

所述两台多端口电力电子变压器的380V交流端口通过所述380V交流母线互相连接；

所述10kV交流母线用于供电，所述10kV直流母线用于接入高压光伏电源，所述240V直流母线用于接入直流电源、储能装置和负荷，所述380V交流母线用于接入交流电源、储能装置和负荷。

储能装置包括第一储能装置、第二储能装置等；