[实用新型]基于背靠背交直流变换器的微电网结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及分布式发电领域，特别是一种基于背靠背交直流变换器的微电网结构。

背景技术

典型的微电网由多种分布式发电单元、储能系统以及负荷组成，微电网是一种新型供配电技术，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。在2001年，美国R.H.Lasseter等学者提出了微电网的概念，目前微电网技术正朝着实用化阶段发展。微电网可综合管理出力具有波动性、间歇性的分布式发电单元，诸如风电、太阳能光伏发电等类型的分布式发电，提供一种友好接入方式，抑制分布式发电对电网的冲击和负面影响，充分发挥分布式发电的效益和价值。

采用逆变器直接并网的微电网结构，微电网的主电源需进行并离网运行模式切换，微电网的控制策略相应较为复杂。采用基于背靠背交直流变换器并网的微电网结构，当微电网外部发生电气量异常时，可不断电平滑过渡到离网运行，相对于采用逆变器直接并网的微电网结构，此结构需增加一个交变直整流环节，但微电网控制策略明显简化，并网开关采用一般断路器即可，有效保障针对微电网内负荷的供电可靠性。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种基于背靠背交直流变换器的微电网结构，能够实现微电网并离网运行时源荷功率的平衡以及微电网并离网运行模式的不断电平滑切换问题。

本实用新型的结构采用以下方案实现：一种基于背靠背交直流变换器的微电网结构，包括微电网管理终端、配电网管理系统以及与其相连的配电网一次系统，还包括一光伏阵列、一风力机组、一储能系统以及一备用电源，所述的光伏阵列、风力机组、储能系统以及备用电源分别经第一直流变换器、第一整流变换器、第二直流变换器以及第二整流变换器连接至微电网直流汇流母线，所述的微电网直流汇流母线连接至一背靠背交直流变换器；所述背靠背交直流变换器的逆变环节连接至微电网交流母线，所述的微电网交流母线还连接有微电网负荷；所述背靠背交直流变换器的双向变流环节经第二并网点母线与并网开关的一端相连，所述的并网开关的另一端经第一并网点母线与所述的配电网一次系统相连；所述的微电网管理终端连接有一并网点保护终端、一源荷平衡控制终端以及所述的配电网管理系统，所述的并网点保护终端与所述的第一并网点母线、所述的第二并网点母线、所述的并网开关、所述的背靠背交直流变换器相连，所述的源荷平衡控制终端与所述的背靠背交直流变换器、所述的第一直流变换器、第一整流变换器、第二直流变换器、第二整流变换器、所述的储能系统以及所述的备用电源相连接。

进一步地，所述的并网点保护终端包括一DSP以及与其相连的MCU、并离网控制单元、电压异常保护单元、电流异常保护单元、频率异常保护单元、电气量检测单元、开关状态检测单元以及开关动作控制单元；所述的并离网控制单元连接至所述的背靠背交直流变换器，所述的MCU与所述的微电网管理终端相连，所述的电气量检测单元连接至所述第一并网点母线与所述第二并网点母线，所述的开关状态检测单元以及开关动作控制单元均与所述的并网开关相连。

进一步地，所述的源荷平衡控制终端包括DSP以及与其相连的MCU、发电出力预测单元、微电网负荷预测单元、并离网状态检测单元、运行模式控制单元、启停及功率给定单元、荷电状态检测单元以及电气量检测单元；所述的MCU连接至所述的微电网管理终端，所述的并离网状态检测单元与所述背靠背交直流变换器相连，所述的启停及功率给定单元连接至所述的备用电源，所述的荷电状态检测单元连接至所述的储能系统，所述的电气量检测单元分别与所述背靠背交直流变换器、第一直流变换器、第一整流变换器、第二直流变换器以及第二整流变换器相连，所述的运行模式控制单元分别与所述的第一直流变换器、第一整流变换器以及第二直流变换器相连。

进一步地，所述的并网开关为低压断路器。

较佳地，本实用新型通过背靠背交直流变换器并网的目的是隔离微电网与配电网之间的一次交流连接关系，配电网的异常事件仅能影响到背靠背交直流变换器的直流侧，微电网交流母线电压基本不受影响。背靠背交直流变换器的逆变环节一直工作于电压源模式，在微电网进行并离网运行模式切换时，背靠背交直流变换器的逆变环节不存在工作模式切换问题，仅存在双向变流环节是否并网运行或离网退出的问题，整体看来，对于微电网交流母线来说，微电网并离网运行模式切换是无缝完成的。