[发明专利]一种基于双冗余电力电子变压器的交直流混合系统

权利要求书

1.一种基于双冗余电力电子变压器的交直流混合系统，其特征在于，包括：两台多端口电力电子变压器、10kV交流母线、10kV直流母线、240V直流母线和380V交流母线；

所述两台多端口电力电子变压器分别接入于两路独立的10kV交流电源；

所述两台多端口电力电子变压器的10kV交流端口通过所述10kV交流母线互相连接，正常运行时所述10kV交流母线为断开状态；

所述两台多端口电力电子变压器的10kV直流端口通过所述10kV直流母线互相连接；

所述两台多端口电力电子变压器的240V直流端口通过所述240V直流母线互相连接；

所述两台多端口电力电子变压器的380V交流端口通过所述380V交流母线互相连接；

所述10kV直流母线用于接入高压光伏电源，所述240V直流母线用于接入直流电源、储能装置和负荷，所述380V交流母线用于接入交流电源、储能装置和负荷；

所述380V交流母线连接有第二低压光伏电源、风电电源和光热电源系统，所述光热电源系统还连接有储热系统、抽湿机和溴化锂制冷机；所述380V交流母线还连接第二储能装置；所述380V交流母线还通过第二静态转换开关连接负荷；

所述240V直流母线连接有第一低压光伏电源；所述240V直流母线还连接有第一储能装置，所述240V直流母线还通过第一静态转换开关连接负荷；

所述交直流混合系统包括4种运行方式，所述4种运行方式具体包括：

双电力电子变压器供电运行方式：所述两台多端口电力电子变压器同时工作，其中一台所述两台多端口电力电子变压器采用定电压控制模式，另一台所述两台多端口电力电子变压器采用下垂控制或定功率控制模式；

单电力电子变压器独立运行方式：所述两台多端口电力电子变压器一台工作，另一台关闭，其中工作的所述两台多端口电力电子变压器采用定电压控制模式；

故障穿越运行方式：当电网侧故障导致电压跌落时，判断电网电压跌落幅度是否小于80％额定电压，若是，则保持所述交直流混合系统并网，若否，则断开开关，使得所述交直流混合系统断开电网，自动切换为孤岛运行方式；

孤岛运行方式：当所述高压光伏电源、直流电源、交流电源失效时，监测所述240V直流母线电压，若所述240V直流母线电压降低到预设阈值，则将接入所述240V直流母线的储能装置由定功率控制模式转化为定直流电压控制模式，并将接入所述380V交流母线的储能装置由定功率控制切换为VF模式或下垂控制模式。

2.根据权利要求1所述的一种基于双冗余电力电子变压器的交直流混合系统，其特征在于，所述10kV直流端口和所述240V直流端口均设置有直流断路器。

3.根据权利要求1所述的一种基于双冗余电力电子变压器的交直流混合系统，其特征在于，所述10kV直流母线连接有所述高压光伏电源，用于采集所述高压光伏电源的电能。

4.根据权利要求1所述的一种基于双冗余电力电子变压器的交直流混合系统，其特征在于，还包括控制系统；

所述控制系统包括云平台运行管理系统、能量管理系统和协调控制系统；

所述云平台运行管理系统与所述能量管理系统进行数据交互，所述能量管理系统与所述协调控制系统进行数据交互，所述协调控制系统监视控制所述直流电源、所述交流电源、所述储能装置、所述两台多端口电力电子变压器以及交直流系统母线及各支路断路器。

5.根据权利要求4所述的一种基于双冗余电力电子变压器的交直流混合系统，其特征在于，所述云平台运行管理系统包括综合能效评估模块、系统运行方法优化模块、多能协同经济调度模块、云端数据采集模块、数据处理及挖掘分析模块和远程运维模块；

所述能量管理系统包括能量管理模块、多能互补优化运行控制模块、气象预测及发电预测模块和电力负荷预测管理模块。

6.根据权利要求1所述的一种基于双冗余电力电子变压器的交直流混合系统，其特征在于，所述交直流混合系统还包括辅助功能运行方式，所述辅助功能运行方式具体为：

潮流优化运行方式：根据预设的电网需求判断条件将所述交直流混合系统中的所述10kV直流母线与另一所述交直流混合系统中的所述10kV直流母线互相连接。

7.根据权利要求6所述的一种基于双冗余电力电子变压器的交直流混合系统，其特征在于，所述交直流混合系统还包括另一种辅助功能运行方式，所述另一种辅助功能运行方式具体为：

电能质量治理运行方式：断开所述两台多端口电力电子变压器的10kV直流端口，使得所述10kV直流母线隔离，此时所述两台多端口电力电子变压器相当于静止动态无功补偿装置实现交流侧电能质量治理。