[实用新型]面向办公居住园区用的交直流多端口配电系统

说明书

本实用新型属于配电网技术领域，具体涉及一种面向办公居住园区用的交直流多端口配电系统。根据本实用新型的面向办公居住园区用的交直流多端口配电系统，通过交流电源、工频变压器、至少一组交直流变换电路、复数个第一直流母线、两个第二直流母线、变流器模块、直流负荷模块以及交流负荷模块，形成一种多电压等级输出的交直流混合配电网系统，该交直流混合配电网系统克服了现有技术中能量变换损耗高、系统成本高、可靠性低、能源就地消纳率低、用电灵活性差的技术问题，本实用新型的交直流混合配电网系统能够有效减少能源浪费、提高用电灵活性、实现分布式能源的就地消纳且具有可靠性高、成本低的优势。

技术领域

本实用新型属于配电网技术领域，具体涉及一种面向办公居住园区用的交直流多端口配电系统。

背景技术

近年来，随着社会经济的高速发展和现代城市的快速建设，城市配电网中负荷的大小和种类不断增多，传统交流配电网面临着许多新的问题。传统的交流配电进线电源为10kV电源，通过配电变压器得到三相四线380V的低压交流电，再通过交流220V的配电网络供给用电负荷。一方面，城市规模的迅速增长导致城市配电网供电范围不断扩大，使得传统配电网面临着线路损耗加大和电压波动加剧的问题。同时，供电线路的日益紧张也对线路的输电能力提出了更高的要求。另一方面，随着电力电子技术的快速发展，效率提升、控制灵活的直流负荷不断增加，如计算机，LED照明、电动汽车等均为直流负荷。在实际情况下，这些负荷都需要多级换流器才能接入交流电网；另外，在分布式发电系统中，光伏电池板的输出都是直流电，需要经过多级换流器才能并入交流配网。因此，在目前传统的交流配电网中存在着大量的换流过程，而这些换流器的大量使用会降低用电效率，增加设备投资，同时也会产生大量的谐波污染，对配电网的电能质量造成影响。最后，交流220V配电也存在人身触电的风险，特别是极端情况下难以保证用电安全。

因此，目前交流配网中存在多级电能变换损耗高、配用电灵活性差、电能质量难以保证。采用交直流混合配用电技术能够有效减少配用电过程中交直流转化的中间环节，提高配用电的效率、可靠性和灵活性，妥善解决分布式新能源和储能系统接入以后的系统稳定问题。

与交流配网相比，直流配电网具有供电容量大，线路损耗小、电能质量高，以及便于各类电源和负载接入等优点，具有广泛的应用前景。但是从我国配电网发展现状来看，直流配电网短时间内还无法完全取代交流配电网，因此，在交流配电网的基础上建设交直流混合配电网更符合实际。

针对分布式电源的涌现、电器装备的直流化以及电动汽车的大量使用等现象，我国各大企业和高校对配电网进行了有效研究：广东电网有限责任公司东莞供电局和广东电网有限责任公司的专利《一种应用于办公生活园区的交直流混合配电网系统》(申请号：202011008078.X)、浙江大学《一种应用于低压配电终端的自组织电能路由器》(申请号：201710414906.1)两篇专利都对交直流配电网的进行了进一步探索。

专利《一种应用于办公生活园区的交直流混合配电网系统》里配网的结构中包括电力电子变压器、负荷侧和综合能源侧。其电力电子变压器有多个端口，电源侧通过10kV交流电源与之连接，负载侧通过380V交流母线和±375V直流母线与之连接，电力电子变压器通过判断潮流方向对综合能源侧进行调控。虽然电力电子变压器可以对故障时电力系统的功率需求给予补偿，但是电力电子变压器受制于目前电力电子器件耐压和耐流能力不足，需要多个电力电子模块经过级联、并联再经过交直之间的多次电能变换才能得到需要的电压,因此该方案需要大量电力电子器件，导致其价格较常规隔离变压器要贵，同时器件数量过多降低了其可靠性，最后多级的电能变换导致其损耗高、效率低。以上的成本、可靠性及效率不足将直接影响将其推广到实际应用。