[发明专利]一种基于能量路由器的交直流微网系统及其保护方法

说明书

本发明公开了一种基于能量路由器的交直流微网系统及其保护方法，包括：发电站、第一多端口能量路由器、光伏系统、储能系统、进线开关K0和第一段高压交流母线，发电站与进线开关K0的第一端连接，进线开关K0的第二端与第一段高压交流母线连接，储能系统包括储能站、储能变流器和第一DC/DC模块，保护方法包括变压器过载保护方法、内部低压侧电源失电保护方法、高压进线过载保护方法以及高压进线失电保护方法。本发明通过多端口能量路由器和云控制系统，实现配电负载的集中运维和协调控制；通过储能电池和第二DC/DC模块，为多端口能量路由器提供大容量不间断电源，提高了储能系统的综合利用率。

技术领域

本发明涉及微网技术领域，尤其涉及一种基于能量路由器的交直流微网系统及其保护方法。

背景技术

目前交直流微网是微网研究的主要趋势，现有的交直流微网，各交流系统和直流系统往往独立运行，配电装置和调控平台较为分散且重复性建设较多，难以实现集中运维和协调控制。特别针对国网公司试点工程——多站融合工程，现有的UPS容量较小，难以满足多站融合——数据中心大容量高可靠性供电需求。因此，急需一种微网系统，为多站融合工程中的数据中心等重要负荷提供可靠电源。

例如，一种在中国专利文献上公开的“基于能源路由器的配电网装置”，其公告号：CN207691452U，其申请日：2018年08月03日，包括电力网、热力网、燃气网、配电变、户用型能源路由器、核心型能源路由器、分布式光伏、分布式风电、集中式光伏、集中式风电和负荷；电力网通过配电变与户用型能源路由器和核心型能源路由器相连，户用型能源路由器为用户提供多种接口，分别与分布式光伏、分布式风电和交、直流负荷接口相连。该申请采用能量路由器进行分布式电源集中，但是，该申请存在的问题在于一旦电力网连接的母线出现故障，将会导致整个配电网瘫痪，电网中的重要负载无法得到可靠的供电。

发明内容

本发明主要解决现有的技术存在无法集中协调配电负载且重要负载的供电无法得到保障的问题；提供一种基于能量路由器的交直流微网系统及其保护方法，实现配电负载的集中运维和协调控制，提供大容量不间断电源，为配电重要负载提供可靠电源。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种基于能量路由器的交直流微网系统，包括变电站、第一多端口能量路由器、光伏站、储能站、进线开关K0、第一变压器、第一变压器开关K4、高压交流母线和第一低压交流母线，所述变电站与所述进线开关K0的第一端连接，所述进线开关K0的第二端与高压交流母线连接，所述光伏站、第一多端口能量路由器以及储能站均与高压交流母线连接，所述第一变压器的输入端与高压交流母线连接，所述第一变压器的输出端与第一变压器开关K4的第一端连接，所述第一变压器开关K4的第二端与第一低压交流母线连接，所述第一多端口能量路由器与第一低压交流母线连接。高压交流母线为10KV交流母线，通过第一变压器转换后，第一低压交流母线为380V交流母线，通过第一多端口能量路由器整合融合站内UPS、蓄电池以及配电柜等配电装置，形成交直流微网能源分配和控制的枢纽点，代替各子站的配电终端，同时，通过储能站和光伏站的大容量储能，为第一多端口能量路由器的提供可靠后备电源，为交直流微网提供充足可靠的不间断电源，通过端口的能量调控和信息交互，实现不同电压等级交直流微网间的能量路由和协调控制。

作为优选，还包括第二变压器、第二变压器开关K5、备用电源、第二多端口能量路由器、母线开关K1和第二低压交流母线，所述备用电源与高压交流母线连接，所述第二变压器的输入端与高压交流母线连接，所述第二变压器开关K5的第一端与第二变压器的输出端连接，所述第二变压器开关K5的第二端与第二低压交流母线连接，所述母线开关K1的两端分别与第一低压交流母线和第二低压交流母线连接，所述第二多端口能量路由器与第二低压交流母线连接。通过第二变压器将备用电源输送进来的10KV电压转换成380V电压，给第一多端口能量路由器供电，在变电站进线出现故障时，采用备用电源进行供电，使电源系统更加可靠。