[发明专利]一种台区交直流柔性互动装置、系统及方法

说明书

本发明提供了一种台区交直流柔性互动装置、系统及方法，包括：交直流变换环节、电能质量治理单元、就地协控单元和直流端口；所述就地协控单元用于根据电能质量治理单元采集的交流敏感负荷的电压信息和电流信息控制电能质量治理单元的通断；还用于接收融合终端下发的最优功率调度方案，并基于最优功率调度方案，向交直流变换环节发送功率传输控制指令，控制交直流变换环节对交流台区配变进行供电；还用于基于最优功率调度方案，向融合终端发送功率出力控制指令。本发明通过柔性互动装置，对交流敏感负荷进行电能质量治理和对分布式电源进行柔性功率控制；有利于实现台区之间柔性功率互济，提升关键负荷供电可靠性和运行经济性。

技术领域

本发明属于低压配电/交直流混合配电网技术领域，具体涉及一种台区交直流柔性互动装置、系统及方法。

背景技术

目前，随着风能、光伏等直流型分布式电源的大量接入和电动汽车充电站、大型数据中心、5G通信设备等直流负荷的日益增长，台区负荷不平衡现象和电压暂降、电流谐波等问题逐年凸显，现有低压配电网结构面临供电可靠性、分布式电源消纳和电能质量问题三重挑战。

针对以上三方面问题，传统技术手段及不足如下：方法一，对台区变压器进行扩容升级，这种方法的缺点：冲击性负荷给电源带来低负荷率、高峰谷差，扩容后的变压器面临较大容量浪费，利用率低；变压器升级扩容过程中，不可避免造成计划停电等，整体来看性价比低。方法二，通过融合终端对分布式电源接入开关通断进行控制；这种方法的缺点：控制形式较粗放，仅可控制分布式电源的通断，无法控制其功率出力多少。方法三，通过加装电能质量治理装置，这种方法的缺点：现有电能质量治理装置大多针对电压暂降、电流谐波和三相不平衡以及无功补偿中的个别功能，统一电能质量调节器虽然功能覆盖较全面，但成本较高、控制复杂且容量较小，实际应用受限。

针对传统手段的不足，基于全控型电力电子器件的功率控制技术为这一问题的解决提供了思路，能量路由器、柔性互联装置等相关装置应运而生，旨在通过电力电子环节实现功率变换和柔性控制，实现分布式电源与配电网之间、交直流网络之间、不同台区间的能量流动，但这些新型装置对于以上问题的解决亦存在缺陷：

(1)能量路由器通常放置于台区内，可实现多种分布式电源集中式即插即用，作为能量流动接口接入配电网，解决单台区内的分布式电源消纳问题，但无法有效支撑多台区间的优化调度，且在电能治理方面涉及较少。

(2)柔性互联装置多为将多个台区连接的背靠背电力电子装置，可实现台区间功率互济并允许分布式电源集中式接入，但不支持分布式电源分散式即插即用及其控制调节，亦不具备电能质量治理能力。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种台区交直流柔性互动装置，包括：

交直流变换环节、电能质量治理单元、就地协控单元和直流端口；

所述交直流变换环节的直流端和所述直流端口进行电连接，交流端和外部的交流台区配变进行电连接；

所述电能质量治理单元的一端和所述直流端口进行电连接，另一端分别与外部的交流敏感负荷和交直流变换环节的交流端进行电连接；

所述就地协控单元分别与电能质量治理单元、交直流变换环节、交流敏感负荷和外部的融合终端进行通信连接；

所述就地协控单元，用于根据电能质量治理单元采集的所述交流敏感负荷的电压信息和电流信息控制电能质量治理单元的通断；还用于接收融合终端下发的最优功率调度方案，并基于所述最优功率调度方案，向所述交直流变换环节发送功率传输控制指令，控制所述交直流变换环节对所述交流台区配变进行供电；还用于基于所述最优功率调度方案，向所述融合终端发送功率出力控制指令。

优选的，所述直流端口还和外部的DC/DC断路器进行电连接；

所述DC/DC断路器，用于接收所述融合终端发送的功率出力控制指令，并对外部的分布式电源进行功率控制。