[发明专利]一种交直流混合分布式可再生能源系统

说明书

本发明公开了一种交直流混合分布式可再生能源系统，包括若干电力电子变压器，以及与电力电子变压器相配合连接的若干套直流断路器，还包括供不同的分布式电源以及交流负载和直流负载接入的不同电压等级的若干个交流电压源和直流电压源，交流电压源和直流电压源通过端口以并联连接的方式连接电力电子变压器，且若干个交流电压源中的一个交流电压源以市电线路进线分别接入电力电子变压器作为输入电压。本发明采用多端口多功能电力电子变压器作为系统能量路由器，合理配置直流断路器以实现系统的稳定高效运行，同时通过电力电子变压器组网实现多种分布式可再生能源高比例接入、交直流配用电多级混联。

技术领域

本发明涉及可再生能源技术领域，具体涉及一种交直流混合分布式可再生能源系统。

背景技术

当前分布式可再生能源已成为推进能源转型的重要途径，在我国负荷密集区域特别是沿海地区具有巨大发展潜力，以IT类负载、变频空调及电动汽车为代表的广义直流用能设备比例快速升高，风电、光伏等分布式能源已成为未来能源系统的发展趋势。传统交流配网中交直流能量变换环节多，损耗高、配用电灵活性差、配用电环节匹配性低的问题日益凸现，直流负荷接入传统交流配网将严重降低系统能效。

目前数据中心(IT类负载)等重要负荷迅猛发展，其能耗高并且对电能质量及供电可靠性要求苛刻，如发生电压瞬时下降或短时中断将对生产造成极大影响，数据中心已有储能系统在容量和可靠性方面越来越无法满足要求。

急需设计一种全新的交直流混合的分布式可再生能源系统，减少配用电过程中交直流转化的中间环节，满足多种交直流负荷、分布式能源以及储能系统可靠接入，提高配用电的经济性、可靠性和灵活性。

发明内容

为此，本发明提供一种交直流混合分布式可再生能源系统，采用多端口多功能电力电子变压器作为系统能量路由器，合理配置直流断路器以实现系统的稳定高效运行，同时通过电力电子变压器组网实现多种分布式可再生能源高比例接入、交直流配用电多级混联；通过储电、储热等综合储能系统，实现源、网、荷、储高效互补，同时改善多种分布式能源高比例接入对电网的影响。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：

一种交直流混合分布式可再生能源系统，包括若干电力电子变压器，以及与电力电子变压器相配合连接的若干套直流断路器，还包括供不同的分布式电源以及交流负载和直流负载接入的不同电压等级的若干个交流电压源和直流电压源；交流电压源和直流电压源通过端口以并联连接的方式连接电力电子变压器，且若干个交流电压源中的一个交流电压源以市电线路进线分别接入电力电子变压器作为输入电压。

可选的，所述电力电子变压器的数量为四个，各所述电力电子变压器的功率为1MW；

所述直流断路器的数量为四套，四套所述直流断路器包括两套±375V直流断路器和两套10kV直流断路器；

若干个所述交流电压源包括10kV市电交流电压源和380V交流电压源；若干个所述直流电压源具体包括10kV直流电压源和±375V直流电压源。

可选的，四台1MW多功能电力电子变压器分别引出四回变压器进线，并分别串联一套0.5mH电抗器装置用于限制短路电流；380V AC侧采用单母线接线，接入风力发电机、光热发电机和交流负载。

可选的，所述直流断路器采用部分出线配置，在两回±375V DC光伏并网回路分别设置一组±375V直流断路器，每组包括两只分别连接正负极的直流断路器。

可选的，四台电力电子变压器分别为#1、#2、#3、#4电力电子变压器；

#1、#2电力电子变压器组网运行组成第一小网；#3、#4电力电子变压器组网运行组成第二小网，第一小网和/或第二小网用于支撑系统的分布式电源、负载等独立运行；

#1、#2、#3、#4四台电力电子变压器组网运行组成大网。