一種基於交直流混聯母線的低壓多源並聯供電系統結構的製作方法

2024-03-04 17:06:15 1

本發明涉及配電系統領域，特別涉及含分布式電源的低壓多源並聯供電系統結構。

背景技術：

低壓多源並聯供電系統可有效提高供電可靠性，且有利於分布式電源的友好接入，已成為一種新型的低壓配電模式，並獲得成功應用。根據分布式電源的輸出電壓特點，可將其分為交流輸出的分布式電源和直流輸出的分布式電源，前者如風力發電機、內燃機-發電機組等，其可以直接接入低壓交流系統；後者如燃料電池、光伏電池板等，每個電源都需要經過dc/ac變流器接入低壓交流系統。由於每個直流電源都需要各自的逆變器，相互之間會產生影響且經濟性較差。隨著社會的不斷發展，直流負荷的應用越來越廣泛，目前都是需要內部經過ac/dc變流器將交流變為直流，才能為其供電。

本發明提出了一種基於交直流混聯母線的低壓多源並聯供電系統結構，可實現交直流電源和交直流負荷的靈活接入，實現高供電可靠性與分布式電源友好接入的有機統一。

技術實現要素：

本發明解決的技術問題是：利用ac/dc變流器將低壓母線分為交流段和直流段，交直流電源和負荷分別接入相應的母線段。採取的技術方案具體內容如下：

1.具有多條中壓進線且含有分布式電源的低壓配電系統中，將其低壓母線分為交流段和直流段，直流段和交流段母線通過ac/dc變流器連接。

2.交流低壓母線中接入交流負荷、傳統中壓進線以及交流輸出的分布式電源；直流低壓母線中通過dc/dc變換或者直接接入直流輸出的分布式電源及直流負荷。

3.ac/dc變流器根據直流側分布式電源與直流負荷情況，實現交直流電能的統一雙向靈活變換。

4.利用ac/dc變流器還可實現兩側交流系統的潮流均衡控制。

5.交流側或直流側母線上發生故障時，直接閉鎖換流器中的電力電子器件，起到快速保護或限流的作用，並能夠有效減小系統的短路容量。

與現有技術相比本發明的有益效果是：

本發明專利所公開的結構，與傳統含分布式電源的低壓多源並聯供電系統結構相比，具有顯著區別：

1.在傳統的結構中，直流輸出的分布式電源需要經過逆變器接入低壓交流系統；在本發明專利所公開的結構中，直流輸出的分布式電源可通過dc/dc變換或者直接接入直流低壓母線，所有的直流輸出的分布式電源共享直流母線，提高了經濟性且降低了各逆變器之間的影響與協調控制難度。

2.在傳統的結構中，母線無法直接對直流負荷供電，需經過ac/dc變流器將交流變為直流後供電；在本發明專利所公開的結構中，直流負荷可由低壓母線直流段通過dc/dc變換或者直接供電，可進一步提高系統的經濟效益。

3.本發明專利所公開的結構中，ac/dc變流器不僅能實現交直流電能的統一雙向靈活變換，還可以實現兩側交流系統的潮流均衡控制，有利於各種類型分布式電源的友好接入，且能夠提高系統運行效率與經濟性。

4.發生故障時，本發明專利所公開的結構可直接閉鎖換流器中的電力電子器件，起到快速保護或限流的作用；ac/dc變流器將兩側低壓交流系統隔開，且當發生短路故障時自動限制短路電流，減小系統的短路容量，提高了系統的可靠性和安全性。

附圖說明

附圖1為基於交直流混聯母線的低壓多源並聯供電系統結構圖。

具體實施方式

如附圖1所示，低壓母線由兩個ac/dc變流器分為三段，與傳統中壓進線直接相連的兩側為交流段，中間為直流段。交直流段之間的ac/dc變流器可根據兩側的電源和負荷情況以及直流側母線電壓，實現交直流電能的統一雙向靈活變換，還可以實現兩側交流系統的潮流均衡控制。

交流低壓母線具有多條中壓進線(i，k分別為中壓進線的數量)，接入了交流輸出的分布式電源，並給交流負荷供電；中間的直流低壓母線直接接入了以直流電流源為例的直流輸出分布式電源，並直接給直流負荷供電(電壓等級不匹配時，可先經過dc/dc變換)。

交流側或直流側母線上發生故障時，該系統可直接閉鎖換流器中的電力電子器件，起到快速保護或限流的作用。ac/dc換流器將兩側低壓交流系統隔開，發生短路故障時，短路電流被限制，電源1～i和電源i+1～i+k隔離形成構成兩個系統，短路容量減小。