[发明专利]交直流混合微电网群串并混联组网结构、控制系统及运行控制方法

说明书

一种交直流混合微电网群串并混联组网结构、控制系统及运行控制方法，所述交直流混合智能微电网群网组网结构包括多个交流串联子微网、交流并联子微网、直流子微网以及多个柔性直流配电系统；各交流串联子微网、交流并联子微网、直流子微网通过柔性直流配电系统进行串并联混联方式连接；交流配电网通过微电网群PCC点开关与第一级交流串联子微网相连；各交流串联子微网顺次通过相邻的柔性直流配电系统换流阀及直流母线进行串行连接组成串联组网拓扑结构；各直流子微网通过双向DC/DC变换器接入对应的柔性直流配电系统的直流母线上；各交流并联子微网通过柔性直流配电系统并联换流阀并联接入串行连接的柔性直流配电系统的直流母线。

技术领域

本发明属于分布式发电及微电网技术领域，涉及到一种交直流混合微电网群串并混联组网结构及其运行方法。

背景技术

能源是经济和社会发展的重要物质基础。近年来，能源需求持续增长，化石能源日趋枯竭，核能的限制性发展，促使能源问题愈来愈成为世界各国面临的一个严峻挑战。此外，生态环境的日益恶化，传统电力系统结构的不断老化，用户对电能质量的要求越来越高，都使得可再生能源的开发和利用逐渐成为社会可持续发展的必由之路。世界各国为实现能源的可持续利用和经济社会的和谐发展，普遍采取措施以提高能源利用效率、大力发展清洁可再生能源、改善能源结构。分布式发电作为一种环保、高效、灵活的发电方式受到世界各国的高度重视，其优势主要体现在减少大规模远距离输电的线路损耗和输变电投资运行成本、有效提高能源的利用效率，改善电网峰谷性能、对重要负荷的维持供电有助于大电网快速黑启动等诸多方面。与此同时，由于风、光等间歇性和随机波动性，分布式电源在配电网的广泛接入会给配电网的供电电能质量、继电保护等方面带来一系列负面影响。

为了整合各种分布式电源的优势，减弱分布式发电对大电网的不利影响，最大限度地挖掘分布式发电的经济效益，美国可靠性技术解决方案协会(CERTS)率先提出了微电网(microgrid)的概念。微电网作为一种能源供应系统中增加分布式电源渗透率的新型能量传输模式与管理技术，能够方便的接入分布式可再生能源系统，提高能源利用效率和实现需求侧管理。微电网系统为分布式发电技术注入了新的活力，对于大电网系统来说，微电网在正常状态下能作为一个可控单元并网运行，具有灵活的运行方式和可调度性能，当大电网故障或电能质量不满足要求时，又能作为自治系统独立运行，从而将随机不确定的分布式电源并网问题转化为确定可控的微电网并网问题，有效协调了分布式发电与大电网间的矛盾；对于终端用户来说，微网通过集成调度不同的分布式电源可以满足他们对电能质量、供能可靠性和安全性的要求以及冷热电供能多样性的需求。因此，微电网解决了分布式电源的大规模接入问题，充分发挥分布式电源的各项优势，实现了电力供应的高效、安全、清洁、可靠。随着智能电网逐渐成为电力系统未来发展的重要方向，微电网先进灵活的控制方式能够满足智能电网的要求，而且整合了高比重的可再生能源，是未来智能电网中配电网的重要组成部分。

与此同时，由于配电网中用户负荷以及分布式电源的广域分布，单一的微电网的系统无法实现对广域分布式电源综合优化利用，而多个微电网系统的建设将会因缺乏协同调度将给配电网的运行控制管理带来难度，为此微电网群的概念应运而生。随着微电网系统的增多，将邻近的微电网系统组成一个互联的微电网系统(即微电网群系统)，一方面能够进行配电网内时空广域分布式的分布式电源互补开发，实现各子微电网系统内分布式电源的优势互补，提升配电网的运行经济性；另一方面，通过对微电网群内对各个子微电网系统的协同控制，能够提升微电网群系统的供电可靠性和供电电能质量，并通过微电网群协同与配电网之间的友好互动，提升配电网的供电可靠性和故障抗灾能力。