[发明专利]一种基于物联网的交直流混合园区网络优质电能智能分配系统结构

说明书

本发明公开了一种基于物联网的交直流混合园区网络优质电能智能分配系统结构，可改进目前园区电能流不可控的不足并提供优质电力。以优质电能智能分配装置为核心，基于泛在感知的园区交直流混合网络拓扑结构，不仅能提供各种电压等级和电能形式的标准化接口，还能对各端口的电压电流进行实时控制，实现电能实时智能分配需求。此外，该结构可解决新能源发电和负荷在园区产生的电能质量问题，稳定交流母线和用户侧电压。该结构推广后可提高园区分布式能源的接纳水平以及园区供电质量，提高园区负荷适应性和园区管理经济性。

技术领域

本发明属于低压配电网、微电网、物联网和交直流混合领域，特别涉及基于物联网的交直流混合园区网络优质电能智能分配系统结构。

背景技术

随着新能源技术的发展和园区智慧化的需求，园区中开始接入大量的分布式可再生能源以及储能、电动汽车和可控负荷等。由于这些分布式能源发电具有间歇性、随机性和不可控性等特点，电网结构及电能流向正在逐渐发生变化；储能、电动汽车和可控负荷的波动特性也给园区网络的经济运行和管理带来了挑战。基于电力电子变换技术的能量控制装置不仅能为交直流混合网络系统中的分布式电源、储能设备、充电桩和可控负载提供所需的电能接口，还能合理分配系统内各节点的能量流并提供优质电力。因此，研究适用于交直流混合园区网络的优质电能智能分配系统结构有重要的理论和实际意义。针对园区新型能源特性和负荷特性，如何提高新能源的合理分配和利用效率，减少新能源波动对园区交直流混合网络电能质量的影响，提高园区管理经济效益，是技术人员的主要目标。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种基于物联网的交直流混合园区网络优质电能智能分配系统结构，实现园区交直流混合网络系统的泛在感、信息全景以及智能控制，提高园区能源利用效率，并为园区提供优质电力。

实现上述目的的一种技术方案是：一种基于物联网的交直流混合园区网络优质电能智能分配系统结构，包括交流微电网、直流微电网、优质电能智能分配装置、园区泛在感知物联网络系统和配电网。交流微电网和直流微电网与优质电能智能分配装置相连构成园区交直流混合网络，园区交直流混合网络与配电网台区低压侧连接；微电网中的各单元控制器连至感知集中器，感知集中器连至园区自治终端，园区自治终端连至园区能源管理平台从而构成园区泛在感知物联网，园区泛在感知物联网与配电网边缘物联终端连接；园区交直流混合网络与园区泛在感知物联网共同构成基于物联网的交直流混合园区网络优质电能智能分配系统。

微电网包括储能单元、分布式电源单元、充电桩单元、交流负荷单元以及交、直流通用接口，满足交、直流分布式发电、储能、负荷及其电能分支的接入。

优质电能智能分配装置从功能上包括交流接口、直流接口、优质电力补偿接口和拓展接口。交流接口与配电台区低压交流母线相连；直流接口与园区直流母线相连；电能质量接口与与园区交直流混合网络交流母线相连；拓展接口备用于进行其他分布式发电、储能以及可控负荷的接口拓展。

优质电能智能分配装置内具体包括双向整流环节、直流隔离环节、双向逆变环节、电能质量治理变换环节以及多端口直流变换环节。双向整流环节和双向逆变环节分别与园区网络交流母线连接，用于实现园区网络中交流线路间的能量转换；直流隔离环节用于实现隔离型双向DC/DC变换和电压变换；拓展多端口直流变换环节用于提供不同电压等级的低压直流接口；电能质量变换环节与园区网络交流母线连接，用于灵活应对和处理园区交流线路中发电设备及负荷随机波动产生的电能质量问题，提高园区低压母线上的的稳压稳频能力。

泛在感知物联网络系统，包括微电网中各单元控制器、感知集中器、园区自治终端、边缘物联网关和园区能源管理平台。