[发明专利]一种交直流混合微电网系统及其控制策略

说明书

技术领域

本发明涉及一种微电网系统，尤其是涉及一种交直流混合微电网系统，还涉及上述交直流混合微电网系统的控制策略。

背景技术

根据美国CERTS(The Consortium for Electric Reliability Technology Solutions)对微电网的定义，微电网是由负载和分布式电源DGs(Distributed Generations)组成的独立可控系统，为当地提供电能和热能。

分布式电源DGs由于污染少、安装地点灵活等多方面优点近年来得到快速发展，但大量DGs接入电网也产生了一些不良影响。相对大电网而言，微电网是接纳分布式电源更加友好的方式。

新材料、信息技术和电力电子技术的长足发展和广泛应用，用户对用电需求、电能质量及供电可靠性等要求不断提高，特别是现代化工商业发展中敏感负载(大多是重要负载)的大量使用，对供电可靠性的要求非常高，甚至瞬时的电压波动如电压暂降、短时中断都会造成设备跳闸停机，造成巨大的经济损失甚至造成人身伤亡事故，对供电可靠性要求达到9个9(99.9999999％)甚至是10个9(99.99999999％)。而传统交流电网的供电可靠性大概是4个9(99.99％)，对应的用户平均停电时间基本上在0.876h(约53min)左右，预计在五年以后达到5个9(99.999％)。这显然满足不了重要负载的高供电可靠性要求。现有的交流微电网和直流微电网技术由于储能装置能量有限，也无法满足如此高的供电可靠性。

结合分布式发电、分布式储能的优点，以大电网作为后备支撑，交直流混合微电网显然是一种提高供电可靠性的有效途径，在节能环保的同时能够很好的满足高供电可靠性的需求，保证重要负载不间断运行。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种交直流混合微电网系统。

本发明还要解决的技术问题是提供上述交直流混合微电网系统的控制策略。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术手段为：

一种交直流混合微电网系统，包括多个发电单元、负载以及用于将发电单元 与负载连接的配电线路，还包括监控保护单元；所述发电单元包括大电网及其并网AC/DC变换器、储能系统及其DC/DC变换器、风力发电系统及其AC/DC变换器、光伏发电系统及其DC/DC变换器以及柴油发电机；所述负载包括交流非重要负载、交流重要负载、交直流负载、直流重要负载和直流非重要负载；所述配电线路包括直流配电线路和交流配电线路；

其中，所述并网AC/DC变换器交流侧与大电网连接，直流侧与直流母线连接；所述储能DC/DC变换器一侧与储能单元连接，另一侧与直流母线连接；所述风力AC/DC变换器一侧与风力发电系统连接，另一侧与直流母线连接；所述光伏DC/DC变换器一侧与光伏发电系统连接，另一侧与直流母线连接；

所述交流非重要负载通过DC/AC变换器与交流母线连接；所述交流重要负载与交流母线相连同时通过DC/AC变换器与直流母线相连；所述交直流负载与交流母线相连同时通过DC/DC变换器与直流母线相连；所述直流重要负载通过DC/DC变换器与直流母线连接同时通过AC/DC变换器与交流母线相连；所述直流非重要负载通过DC/DC变换器与直流母线连接；

所述监控保护单元通过CAN总线与所述并网AC/DC变换器、储能DC/DC变换器、风力AC/DC变换器、光伏DC/DC变换器以及与所述交流重要负载连接的DC/AC变换器、与所述交直流负载连接的DC/DC变换器、与所述直流重要负载连接的DC/DC变换器、与所述直流重要负载连接的AC/DC变换器、与所述直流非重要负载连接的DC/DC变换器进行通信；

所述柴油发电机与交流母线连接。

其中，所述并网AC/DC变换器为双向AC/DC变换器，采用三相全桥拓扑结构。

其中，所述储能DC/DC变换器采用全桥拓扑结构。

其中，所述光伏DC/DC变换器采用Boost拓扑结构。 

其中，所述风力AC/DC变换器采用Boost拓扑结构。 

一种交直流混合微电网系统的控制策略，所述交直流混合微电网的各个发电单元的运行状态由直流母线电压值确定；