一種智能微電網(wǎng)配電網(wǎng)絡(luò)主接線結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種智能微電網(wǎng)配電網(wǎng)絡(luò)主接線結(jié)構(gòu)，優(yōu)化選取分布式電源的配置，保證微電網(wǎng)的安全可靠運行。本發(fā)明的主接線的輸入端與外網(wǎng)電源相連，主接線由若干并行的主線路組成，并行的主線路之間由分段斷路器連接，其中一條主線路由多組依次串聯(lián)的斷路器、變壓器及微電網(wǎng)MG組成，微電網(wǎng)MG包括若干微燃機(jī)、380V母線DGM、雙電源切換開關(guān)ATS、試驗負(fù)荷D，380V母線DGM通過雙電源切換開關(guān)ATS后連接試驗負(fù)荷D。本發(fā)明針對智能微電網(wǎng)的特點，最大化利用DG電源，可以廣泛應(yīng)用到由風(fēng)、光、微燃機(jī)、柴、儲等多種分布式電源組成的智能微電網(wǎng)項目。
【專利說明】—種智能微電網(wǎng)配電網(wǎng)絡(luò)主接線結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)配電技術(shù)，特別是涉及一種智能微電網(wǎng)電源主接線的接線方法。
【背景技術(shù)】
[0002]分布式電源(DG-Dispersed Generation)的種類很多，包括小水電、風(fēng)力發(fā)電、光伏電源、微型透平、燃料電池、微型燃?xì)廨啓C(jī)和儲能裝置(如飛輪、超級電容器、超導(dǎo)磁能存儲和鈉硫蓄電池等)。一般來說，其容量從幾kW到幾十MW。配電網(wǎng)中的DG由于靠近負(fù)荷中心，降低了對電網(wǎng)擴(kuò)展的需要，并提高了供電可靠性，因此得到廣泛采用。特別是有助于減輕溫室效應(yīng)的分布式可再生能源，在許多國家政府政策上的大力支持下，迅速增長。
[0003]目前，大量的分布式電源并于中壓或低壓配電網(wǎng)上運行，徹底改變了傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)單向潮流的特點，要求系統(tǒng)使用可靠的電源主接線和新的保護(hù)方案、電壓控制和儀表來滿足雙向潮流的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要針對現(xiàn)有技術(shù)問題，提供一種智能微電網(wǎng)配電網(wǎng)絡(luò)主接線結(jié)構(gòu)，提出了一種針對智能微電網(wǎng)的靈活運行的電源主接線優(yōu)化方法，優(yōu)化選取分布式電源的配置，保證微電網(wǎng)的安全可靠運行。
[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種智能微電網(wǎng)配電網(wǎng)絡(luò)主接線結(jié)構(gòu)，主接線的輸入端與外網(wǎng)電源相連，主接線由若干并行的主線路組成，并行的主線路之間由分段斷路器連接,其中一條主線路由多組依次串聯(lián)的斷路器、變壓器及微電網(wǎng)MG組成；微電網(wǎng)MG包括若干微燃機(jī)、380V母線DGM、雙電源切換開關(guān)ATS、試驗負(fù)荷D ;外網(wǎng)電源通過兩條主線路接入網(wǎng)絡(luò)，外網(wǎng)電源分為外部電網(wǎng)BI與外部電網(wǎng)B2，外部電網(wǎng)BI經(jīng)IOkV母線M2、變壓器T2接入380V母線LM2這條主線路，外部電網(wǎng)B2經(jīng)IOkV母線Ml、變壓器Tl接入380V母線LMl另一條主線路，IOkV母線Ml與IOkV母線M2之間由分段斷路器600連接，380V母線LMl與380V母線LM2之間由分段斷路器4000連接，380V母線LMl連接微電網(wǎng)MG的380V母線DGM ;微電網(wǎng)MG中，若干微燃機(jī)接入380V母線DGM，所述380V母線DGM通過雙電源切換開關(guān)ATS后連接試驗負(fù)荷D，所述380V母線LMl經(jīng)雙電源切換開關(guān)ATS后連接試驗負(fù)荷D。
[0007]在一些實施例中，所述微電網(wǎng)MG包括3臺微燃機(jī)、負(fù)荷開關(guān)、隔離開關(guān)、斷路器及380V母線DGM、雙電源切換開關(guān)ATS、試驗負(fù)荷D，3臺微燃機(jī)是微燃機(jī)Al、微燃機(jī)A2、微燃機(jī)A3，微燃機(jī)Al、微燃機(jī)A2、微燃機(jī)A3依次通過負(fù)荷開關(guān)、隔離開關(guān)后接入380V母線DGM，380V母線DGM通過斷路器4518、雙電源切換開關(guān)ATS后連接試驗負(fù)荷D，380V母線LMl經(jīng)斷路器4111、雙電源切換開關(guān)ATS后連接試驗負(fù)荷D，380V母線LMl經(jīng)斷路器4101連接380V母線DGM。
[0008]在一些實施例中，所述380V母線DGM通過斷路器4519后連接燃機(jī)負(fù)荷NL。[0009]在一些實施例中，所述微燃機(jī)Al依次通過負(fù)荷開關(guān)4611、隔離開關(guān)4541后接入380V母線DGM，微燃機(jī)A2依次通過負(fù)荷開關(guān)4612、隔離開關(guān)4542后接入380V母線DGM，微燃機(jī)A3依次通過負(fù)荷開關(guān)4613、隔離開關(guān)4543后接入380V母線DGM。
[0010]在一些實施例中，所述外網(wǎng)電源是外部IOkV配電網(wǎng)、35kV配電網(wǎng)、中壓配電站或電廠，外部IOkV配電網(wǎng)分為外部電網(wǎng)BI與外部電網(wǎng)B2，外部電網(wǎng)BI經(jīng)斷路器603接入IOkV母線M2這條主線路，外部電網(wǎng)B2經(jīng)斷路器602接入IOkV母線Ml另一條主線路；10kV母線Ml依次通過斷路器801、變壓器Tl、斷路器4021后接入380V母線LM1。
[0011]在一些實施例中，所述IOkV母線Ml依次通過斷路器601、變壓器T3后供電給綜合負(fù)荷NT ；380V母線LMl通過斷路器302后連接一般負(fù)荷C2。
[0012]在一些實施例中，所述IOkV母線M2依次通過斷路器802、變壓器T2、斷路器4131后接入380V母線LM2，380V母線LM2通過斷路器301后連接一般負(fù)荷Cl。
[0013]在一些實施例中，所述分布式電源DG為微型燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)微燃機(jī)、燃料電池、太陽能電池、風(fēng)力發(fā)電機(jī)或生物質(zhì)能。
[0014]在一些實施例中，所述分段斷路器在電網(wǎng)正常運行時斷開，電網(wǎng)發(fā)生故障時選擇性閉合。
[0015]本發(fā)明針對智能微電網(wǎng)的特點，綜合考慮項目規(guī)劃期內(nèi)的資源隨機(jī)性，根據(jù)項目所在地的資源情況和負(fù)荷特性，最大化利用DG電源，使智能微電網(wǎng)在全生命周期內(nèi)的投資和運營費用最優(yōu)。本發(fā)明涉及到的方法，可以廣泛應(yīng)用到由風(fēng)、光、微燃機(jī)、柴、儲等多種分布式電源組成的智能微電網(wǎng)項目，尤其是智能微電網(wǎng)項目中，用于在項目建設(shè)規(guī)劃時確定優(yōu)化各種分布式電源智能微電網(wǎng)主接線配置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明實施例的主接線電路圖。
【具體實施方式】
[0017]為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征、技術(shù)手段以及所達(dá)到的具體目的、功能，下面結(jié)合附圖與【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0018]微電網(wǎng)MG是一種由負(fù)荷和分布式電源DG (微型電源)組成的系統(tǒng)，它可同時提供電能和熱量，能進(jìn)行并網(wǎng)運行和孤網(wǎng)運行。參見附圖1所示，在試驗點，提高分布式冷電聯(lián)供系統(tǒng)的利用率和經(jīng)濟(jì)性，聯(lián)供系統(tǒng)的容量只部分滿足試驗點的最大電負(fù)荷和冷負(fù)荷需求。除燃機(jī)負(fù)荷NL (煙氣溴化鋰制冷機(jī))外，試驗點的綜合負(fù)荷NT、一般負(fù)荷、試驗負(fù)荷D內(nèi)均設(shè)有電空調(diào)系統(tǒng)，共同滿足試驗點區(qū)域內(nèi)的冷負(fù)荷需求。試驗點和電網(wǎng)連接，微燃機(jī)電功率不足以滿足試驗點電負(fù)荷需求時，由外電網(wǎng)供電補(bǔ)充。
[0019]主線路的輸入端與外部IOkV配電網(wǎng)相連，外部IOkV配電網(wǎng)通過兩條主線路進(jìn)入，外部IOkV配電網(wǎng)分為外部電網(wǎng)BI與外部電網(wǎng)B2，外部電網(wǎng)BI經(jīng)斷路器603接入IOkV母線M2這條主線路，外部電網(wǎng)B2經(jīng)斷路器602接入IOkV母線Ml另一條主線路，(經(jīng)斷路器602、603分別接入IOkV母線Ml、M2)，兩段IOkV母線的IOkV母線Ml與IOkV母線M2之間由分段斷路器600連接。
[0020]IOkV母線Ml依次通過斷路器601、變壓器T3后供電給綜合負(fù)荷NT。[0021]IOkV母線Ml依次通過斷路器801、變壓器Tl、斷路器4021后接入380V母線LMl，380V母線LMl通過斷路器302后連接一般負(fù)荷C2，一般負(fù)荷C2由380V母線LMl供電。IOkV母線M2依次通過斷路器802、變壓器T2、斷路器4131后接入380V母線LM2，380V母線LM2通過斷路器301后連接一般負(fù)荷Cl，一般負(fù)荷Cl由380V母線LM2供電。(兩段IOkV母線通過兩臺變壓器T1、T2分別接入兩段380V母線LM1、LM2)，380V母線LMl與380V母線LM2之間由分段斷路器4000連接。
[0022]380V母線LMl經(jīng)斷路器4101連接380V母線DGM，所述分段斷路器600、分段斷路器4000在電網(wǎng)正常運行時斷開，380V母線LMl與380V母線LM2這兩段母線各自獨立運行，電網(wǎng)發(fā)生故障時斷路器、分段斷路器進(jìn)行選擇性切換。
[0023]分布式電源DG包括3臺微燃機(jī)(微燃機(jī)Al、微燃機(jī)Α2、微燃機(jī)A3)，3臺微燃機(jī)依次通過負(fù)荷開關(guān)、隔離開關(guān)后接入380V母線DGM，微燃機(jī)Al依次通過負(fù)荷開關(guān)4611、隔離開關(guān)4541后接入380V母線DGM，微燃機(jī)Α2依次通過負(fù)荷開關(guān)4612、隔離開關(guān)4542后接入380V母線DGM，微燃機(jī)A3依次通過負(fù)荷開關(guān)4613、隔離開關(guān)4543后接入380V母線DGM，380V母線DGM通過斷路器4519后連接燃機(jī)負(fù)荷NL，380V母線DGM通過斷路器4518后連接試驗負(fù)荷D，380V母線LMl經(jīng)斷路器4111后連接試驗負(fù)荷D，試驗負(fù)荷D經(jīng)雙電源切換開關(guān)ATS分別連接斷路器4518與斷路器4111。
[0024]負(fù)荷開關(guān)用于開斷和關(guān)合分布式電源DG的負(fù)荷電流，以手動方式通斷有載電路。隔離開關(guān)使380V母線DGM或試驗負(fù)荷D與分布式電源DG隔離，在380V母線DGM及試驗負(fù)荷D檢修時形成明顯的斷口并與帶電部分隔離，用以保障維護(hù)人員的人身安全。
[0025]380V母線DGM通過斷路器4101與380V母線LMl連接。一般負(fù)荷Cl、一般負(fù)荷C2分別由380V母線LM2、380V母線LMl供電，燃機(jī)負(fù)荷NL由380V母線DGM供電，試驗負(fù)荷D由380V母線LMl和380V母線DGM分別通過斷路器4111和斷路器4518各接一電源，經(jīng)雙電源切換開關(guān)ATS供電。綜合負(fù)荷NT經(jīng)IOkV斷路器601、變壓器T3后由IOkV母線Ml供電。
[0026]正常時分段斷路器600、分段斷路器4000斷開，IOkV母線MlUOkV母線M2這兩段母線各自獨立運行，當(dāng)任一進(jìn)線電源(外部電網(wǎng)B1、外部電網(wǎng)B2)失電或變壓器故障時，通過進(jìn)線斷路器與分段斷路器的切換都能繼續(xù)為負(fù)荷供電。微燃機(jī)(微燃機(jī)Al、微燃機(jī)A2、微燃機(jī)A3)平時與電網(wǎng)并列運行，其容量選擇與380V母線LMl和380V母線DGM所接試驗負(fù)荷D相匹配；為保證分布式電源DG經(jīng)濟(jì)運行，分布式電源DG容量一般小于380V母線LMl的負(fù)荷；為使孤網(wǎng)時能穩(wěn)定運行，微燃機(jī)總?cè)萘坑忠笥?80V母線DGM和試驗負(fù)荷D的負(fù)荷。當(dāng)外部電網(wǎng)出現(xiàn)故障時，可通過微燃機(jī)或斷路器4101 二處裝設(shè)的繼電保護(hù)設(shè)備檢測至IJ，保護(hù)動作后斷開斷路器4101，微燃機(jī)繼續(xù)為試驗負(fù)荷D供電，保證負(fù)載供電的可靠。當(dāng)外部電網(wǎng)恢復(fù)正常后，微燃機(jī)重新并網(wǎng)運行。
[0027]本發(fā)明的主要任務(wù)是建設(shè)分布式能源站，為新建的一般負(fù)荷以及原有的綜合負(fù)荷和試驗負(fù)荷供電，同時為一般負(fù)荷和綜合負(fù)荷供冷，以實現(xiàn)能源的綜合利用。智能微電網(wǎng)電源主接線對于微電網(wǎng)運行的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性至關(guān)重要，本發(fā)明針對智能微電網(wǎng)的靈活運行的電源主接線優(yōu)化方法，具有如下優(yōu)點:
[0028]I)本智能微電網(wǎng)電源主接線的設(shè)計，能保證區(qū)域內(nèi)用電設(shè)備的安全，保證負(fù)荷供電的可靠。在電網(wǎng)出現(xiàn)故障時，智能微電網(wǎng)能盡快與電網(wǎng)脫離，智能微電網(wǎng)內(nèi)各種設(shè)備的故障能盡快隔離，DG (分布式電源)能保證試驗負(fù)荷用戶供電的連續(xù)性，在電網(wǎng)恢復(fù)正常后，智能微電網(wǎng)能盡快重新并網(wǎng)。微電網(wǎng)內(nèi)部的繼電保護(hù)和自動裝置的配置也要以安全可靠為前提，同時充分考慮了 DG的接入對外部電網(wǎng)的影響。通過高級的自動化系統(tǒng)把這些分布式電源無縫集成到電網(wǎng)中來并協(xié)調(diào)運行，將可帶來巨大的效益。除了節(jié)省對輸電網(wǎng)的投資外，它可提高全系統(tǒng)的可靠性和效率，提供對電網(wǎng)的緊急功率和峰荷電力支持，及其他一些輔助服務(wù)功能，如無功支持、電能質(zhì)量改善等；
[0029]2)同時，它也為系統(tǒng)運行提供了巨大的靈活性。如在風(fēng)暴和冰雪天氣下，當(dāng)大電網(wǎng)遭到嚴(yán)重破壞時，這些分布式電源可自行形成孤網(wǎng)，保證試驗負(fù)荷用戶提供應(yīng)急供電。本專利設(shè)計的智能微電網(wǎng)主接線能實現(xiàn)各種運行方式的切換，設(shè)備的例行檢修等的操作靈活方便。
[0030]3)充分考慮了 DG的接入對外部電網(wǎng)的影響?？紤]DG的接入點，將試驗點區(qū)域內(nèi)的分布式發(fā)電功率與用電負(fù)荷進(jìn)行平衡，本專利配電結(jié)構(gòu)的能使用戶優(yōu)先使用微電網(wǎng)內(nèi)部所發(fā)出的電量，同時兼顧冷(熱)負(fù)荷的需求，提高了 DG的能源利用效益，節(jié)省了用戶成本。DG不僅可以節(jié)約常規(guī)能源，還可以改善能源結(jié)構(gòu)、減少環(huán)境污染，可以帶來直接的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益。
[0031]以上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種智能微電網(wǎng)配電網(wǎng)絡(luò)主接線結(jié)構(gòu),主接線的輸入端與外網(wǎng)電源相連,其特征在于,所述主接線由若干并行的主線路組成,所述并行的主線路之間由分段斷路器連接,其中一條主線路由多組依次串聯(lián)的斷路器、變壓器及微電網(wǎng)MG組成；所述微電網(wǎng)MG包括若干微燃機(jī)、380V母線DGM、雙電源切換開關(guān)ATS、試驗負(fù)荷D ； 外網(wǎng)電源通過兩條主線路接入網(wǎng)絡(luò)，外網(wǎng)電源分為外部電網(wǎng)BI與外部電網(wǎng)B2，外部電網(wǎng)BI經(jīng)IOkV母線M2、變壓器T2接入380V母線LM2這條主線路，外部電網(wǎng)B2經(jīng)IOkV母線Ml、變壓器Tl接入380V母線LMl另一條主線路，所述IOkV母線Ml與IOkV母線M2之間由分段斷路器600連接，所述380V母線LMl與380V母線LM2之間由分段斷路器4000連接，所述380V母線LMl連接微電網(wǎng)MG的380V母線DGM ； 所述微電網(wǎng)MG中，若干微燃機(jī)接入380V母線DGM，所述380V母線DGM通過雙電源切換開關(guān)ATS后連接試驗負(fù)荷D，所述380V母線LMl經(jīng)雙電源切換開關(guān)ATS后連接試驗負(fù)荷D。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能微電網(wǎng)配電網(wǎng)絡(luò)主接線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述微電網(wǎng)MG包括3臺微燃機(jī)、負(fù)荷開關(guān)、隔離開關(guān)、斷路器及380V母線DGM、雙電源切換開關(guān)ATS、試驗負(fù)荷D, 3臺微燃機(jī)是微燃機(jī)Al、微燃機(jī)A2、微燃機(jī)A3,所述微燃機(jī)Al、微燃機(jī)A2、微燃機(jī)A3依次通過負(fù)荷開關(guān)、隔離開關(guān)后接入380V母線DGM，所述380V母線DGM通過斷路器4518、雙電源切換開關(guān)ATS后連接試驗負(fù)荷D，所述380V母線LMl經(jīng)斷路器4111、雙電源切換開關(guān)ATS后連接試驗負(fù)荷D，所述380V母線LMl經(jīng)斷路器4101連接380V母線DGM。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種智能微電網(wǎng)配電網(wǎng)絡(luò)主接線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述380V母線DGM通過斷路器4519后連接燃機(jī)負(fù)荷NL。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種智能微電網(wǎng)配電網(wǎng)絡(luò)主接線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述微燃機(jī)Al依次通過負(fù)荷開關(guān)4611、隔離開關(guān)4541后接入380V母線DGM，所述微燃機(jī)A2依次通過負(fù)荷開關(guān)4612、隔離開關(guān)4542后接入380V母線DGM，所述微燃機(jī)A3依次通過負(fù)荷開關(guān)4613、隔離開關(guān)4543后接入380V母線DGM。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能微電網(wǎng)配電網(wǎng)絡(luò)主接線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述外網(wǎng)電源是外部IOkV配電網(wǎng)、35kV配電網(wǎng)、中壓配電站或電廠，所述外部IOkV配電網(wǎng)分為外部電網(wǎng)BI與外部電網(wǎng)B2，所述外部電網(wǎng)BI經(jīng)斷路器603接入IOkV母線M2這條主線路，所述外部電網(wǎng)B2經(jīng)斷路器602接入IOkV母線Ml另一條主線路；所述IOkV母線Ml依次通過斷路器801、變壓器Tl、斷路器4021后接入380V母線LMl。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種智能微電網(wǎng)配電網(wǎng)絡(luò)主接線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述IOkV母線Ml依次通過斷路器601、變壓器T3后供電給綜合負(fù)荷NT ;所述380V母線LMl通過斷路器302后連接一般負(fù)荷C2。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種智能微電網(wǎng)配電網(wǎng)絡(luò)主接線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述IOkV母線M2依次通過斷路器802、變壓器T2、斷路器4131后接入380V母線LM2，所述380V母線LM2通過斷路器301后連接一般負(fù)荷Cl。
【文檔編號】H02J3/28GK103872702SQ201410093813
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月13日
【發(fā)明者】李煜東, 汪少勇, 周偉, 冷祥彪, 譚江平 申請人:中國能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計研究院