[实用新型]基于综合应用研究的微网系统结构

说明书

技术领域

本实用新型属于电力系统分布式发电微网系统的技术领域，尤其是一种基于综合应用研究的微网系统结构。

背景技术

随着分布式发电技术的快速发展及常规能源的逐渐衰竭和环境污染的日益加重，世界各国日益关注分布式发电技术(Distributed Generation—DG)。现有研究和实践已表明，将分布式发电系统以微网形式接入大电网并网运行，与大电网互为支撑，是发挥分布式发电系统效能的最有效方式。微网是指由分布式电源、储能装置、能量变换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统。微网是分布式发电的重要形式之一，微网既可以通过配电网与大型电力网并联运行，形成一个大型电网与小型电网的联合运行系统（并网运行模式），也可以独立地为当地负荷提供电力需求（孤岛运行模式）。微网在结构上可分为直流微网和交流微网，直流微网是系统中的DG、储能装置、负荷等均通过电力电子变换装置连接至直流母线，直流网络再通过逆变装置连接至外部交流电网；交流微网仍然是微网的主要形式，在交流微网中，DG、储能装置等均通过电力电子装置连接至交流母线，通过对公共联结点处开关的控制，可实现微网并网运行与孤岛运行模式的转换。

目前，世界上一些发达国家和地区，如美国、欧盟、日本等，都已开展了对微网的研究。其中，美国由于近年来发生了几次较大的停电事故，因此对微网的研究着重于利用微网提高电能质量和供电可靠性。欧洲互联电网中的发电厂大体上靠近负荷，比较容易形成多个微网，所以欧洲的微网研究更多关注于多个微网的互联问题。日本本土资源匮乏，其对可再生能源的重视程度高于其他国家，但很多新能源具有随机性，穿透功率极限限制了新能源的应用，所以日本在微网方面的研究更强调控制与电储能。

在我国，微网的理论工作和实际运行经验均不足，迫切需要展开对微网全面深入的研究和相关技术的开发应用。目前，国内北京、河北、内蒙、广州和浙江等地区率先开展了微网系统示范工程的建设。国家《能源中长期发展规划纲要(2006一2020年)》中明确提出将分布式发电系统列入“能源规划与节能规划”的优先发展，大力开展“可再生能源低成本规模化开发利用”以及“间歇式电源并网及输配技术”内容。同时，为推动分布式发电系统在我国的发展，国家高新技术研究发展计划(863计划)、国家重大基础项目（973项目）对分布式发电系统、微网示范工程多个项目进行了资助。

从现有的微网应用研究来看，每个微网系统仅能研究各自的目标。

例如中国专利文献公开日为2011年08月17日，公开号为CN102157978A的发明专利申请公开了本发明属于电力系统分布式发电微网系统的技术领域，涉及一种风光柴储孤立微网系统，包括铅酸蓄电池、一组或者多组光伏电池阵列、风机、柴油发电机、微网监控子系统、可控负荷和不可控负荷，风机为一台以上的风力发电机或一组以上的风力发电机组，其中，铅酸蓄电池和光伏电池阵列通过各个前级双向DC/DC换流器并入直流母线，然后通过双向DC/AC逆变器接入交流母线，柴油发电机通过AC/DC换流器并入直流母线，风力发电机组通过AC/DC/AC换流器接入交流母线，微网监控子系统用于控制微网内的电压和频率保持稳定。该技术方案中，铅酸蓄电池、光伏电池阵列、柴油发电机通过DC/DC连接在直流母线，然后通过整体的DC/AC连接至交流母线，风电机组连接至交流母线。

还例如，中国专利文献公开日为2011年08月31日，公开号为CN201956701U的实用新型专利公开了一种单户型交直流混合微网，由一个AC/DC双向变流器、三个单向DC/DC变换器、两个双向DC/DC变换器、采用直流母线的方式并联连接组成；单向DC/DC变换器与双向DC/DC变换器之间还串连接，排列方式为两个单向DC/DC变换器、两个双向DC/DC变换器、一个单向DC/DC变换器；排序第一的单向DC/DC变换器连接有光伏发电单元，排序第二的单向DC/DC变换器连接有DC/AC交换模块，该DC/AC交换模块连接有风力发电单元；排序排序第三的双向DC/DC变换器连接有储能单元，排序第四的双向DC/DC变换器连接有电动汽车直流充电桩，排序第五的单向DC/DC变换器连接有直流负载；AC/DC双向变流器还与微网切换开关串联后连接大电网，在微网切换开关靠近AC/DC双向变流器侧接入交流负载；连接有触摸显示屏的微网控制器与微网切换开关和AC/DC双向变流器并联。该技术方案中，光伏、风机、储能、充电桩均通过DC/DC连接在直流母线上，然后通过整体的DC/AC连接至交流母线。