本發(fā)明屬于供電技術(shù)，尤其涉及一種適用于帶直流微電網(wǎng)接入的低壓配電網(wǎng)雙端供電結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

相比交流微電網(wǎng)，直流微電網(wǎng)可更高效地接納風(fēng)、光等分布式可再生能源發(fā)電系統(tǒng)、儲(chǔ)能單元、電動(dòng)汽車及其他直流用電負(fù)荷，直流微電網(wǎng)是未來(lái)智能配電系統(tǒng)的重要組成部分，可推進(jìn)節(jié)能減排實(shí)現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展。微電網(wǎng)內(nèi)光伏、風(fēng)機(jī)、燃料電池、儲(chǔ)能單元等產(chǎn)生的電能大部分為直流電或非工頻交流電；常用的手機(jī)、電腦、led燈、變頻空調(diào)和電動(dòng)汽車等皆由直流驅(qū)動(dòng)，若接入交流電網(wǎng)，需通過(guò)dc/dc、dc/ac和ac/dc等多級(jí)能量轉(zhuǎn)換裝置，若直接接入直流微電網(wǎng)，將省去較多交直流轉(zhuǎn)換裝置，減小成本，降低損耗。同時(shí)傳統(tǒng)的基于輻射形網(wǎng)絡(luò)的低壓配電系統(tǒng)主要依靠上級(jí)電網(wǎng)供電，供電可靠性低。而直流微電網(wǎng)通過(guò)傳統(tǒng)dc/ac轉(zhuǎn)換器并網(wǎng)由于分布式電源的間歇性和波動(dòng)性會(huì)影響電能質(zhì)量。采用雙端并聯(lián)供電配備備用電源自動(dòng)投入裝置(簡(jiǎn)稱備自投)的方式，由于需要停電轉(zhuǎn)供，仍會(huì)出現(xiàn)幾秒鐘的短時(shí)停電。傳統(tǒng)的雙電源自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)（automatictransferswitch，ats），由于在低壓并聯(lián)供電系統(tǒng)中，電源受電源電壓大小與相位、等值阻抗大小與阻抗角以及負(fù)荷大小與功率因數(shù)等諸多因素的影響可能出現(xiàn)逆功率運(yùn)行的狀況，并且傳統(tǒng)的ats頻繁切換，將造成機(jī)械開(kāi)關(guān)觸頭變形，影響ats的使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題：提供一種適用于帶直流微電網(wǎng)接入的低壓配電網(wǎng)雙端供電結(jié)構(gòu)，以解決現(xiàn)有技術(shù)含直流微電網(wǎng)的低壓并聯(lián)供電系統(tǒng)中，交流系統(tǒng)頻率不穩(wěn)定，無(wú)功功率造成的損耗，電源受電源電壓大小與相位、等值阻抗大小與阻抗角以及負(fù)荷大小與功率因數(shù)等諸多因素的影響可能出現(xiàn)逆功率運(yùn)行的狀況，并且傳統(tǒng)的ats頻繁切換，將造成機(jī)械開(kāi)關(guān)觸頭變形，影響ats的使用壽命。

本發(fā)明技術(shù)方案：

一種適用于帶直流微電網(wǎng)接入的低壓配電網(wǎng)雙端供電結(jié)構(gòu)，它包括第一配電柜和第二低壓配電柜，第一配電柜和第二低壓配電柜通過(guò)雙電源自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)ats連接，第一低壓配電柜和第二低壓配電柜的低壓母線通過(guò)柔性電力電子開(kāi)關(guān)snop連接，直流微電網(wǎng)通過(guò)柔性電力電子開(kāi)關(guān)snop的直流側(cè)接入；柔性電力電子開(kāi)關(guān)snop與雙電源自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)ats并聯(lián)連接。

第一低壓配電柜和第二低壓配電柜分別通過(guò)第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)后與柔性電力電子開(kāi)關(guān)snop連接。

所述的電力電子柔性開(kāi)關(guān)snop包括兩個(gè)三相四線制變流器vsc、直流側(cè)電容和八個(gè)電感；兩個(gè)三相四線制變流器的直流側(cè)分別與直流側(cè)電容連接，八個(gè)電感分別接在兩個(gè)三相四線制變流器的輸入端上。

直流微電網(wǎng)包括直流負(fù)荷、分布式電源和儲(chǔ)能裝置；直流負(fù)荷、分布式電源和儲(chǔ)能裝置分別并聯(lián)在低壓直流母線上，通過(guò)低壓直流母線接入電力電子柔性開(kāi)關(guān)snop直流側(cè)。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明在兩個(gè)電壓配電柜之間將snop與ats并聯(lián)，正常運(yùn)行時(shí)ats斷開(kāi)，雙電源通過(guò)snop連接，形成雙電源閉環(huán)供電模式，同時(shí)將直流微電網(wǎng)并聯(lián)于snop直流側(cè)，由于直流電網(wǎng)只存在母電壓水平這一衡量指標(biāo)，不存在交流系統(tǒng)頻率不穩(wěn)定，無(wú)功功率等造成的損耗；將直流微電網(wǎng)并聯(lián)接在snop直流側(cè)，給重要直流負(fù)荷保證供電可靠性，同時(shí)直流微電網(wǎng)電源給snop直流側(cè)提供電壓支撐，且當(dāng)一側(cè)vsc出現(xiàn)故障，直流微電網(wǎng)仍可依靠另一側(cè)vsc并網(wǎng)。當(dāng)兩側(cè)電網(wǎng)停電時(shí)，可由直流微電網(wǎng)電源系統(tǒng)反供電，實(shí)現(xiàn)不間斷供電。以提高低壓配電網(wǎng)的供電可靠性及雙電源線路的負(fù)載平衡能力；snop串聯(lián)在兩個(gè)低壓配電柜的低壓母線之間，當(dāng)其中一條饋線或配電變壓器因故障停運(yùn)時(shí)，其所帶負(fù)荷可通過(guò)snop由另一側(cè)配電變壓器供電，變流器提供低壓配電系統(tǒng)電壓和頻率的支撐，實(shí)現(xiàn)不間斷供電，從而避免線路出現(xiàn)短時(shí)停電問(wèn)題；當(dāng)兩側(cè)配電變壓器正常供電時(shí)，可通過(guò)snop動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)低壓配電網(wǎng)的電壓無(wú)功，改善低壓母線電壓水平；當(dāng)兩側(cè)配電變壓器正常供電時(shí)，可通過(guò)snop動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)兩側(cè)配電變壓器間的有功功率分布，避免逆功率、優(yōu)化兩臺(tái)配電變壓器之間的負(fù)載率，以實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)配電變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；當(dāng)snop出現(xiàn)故障或檢修停運(yùn)時(shí)，ats才投運(yùn)，按常規(guī)的低壓配電網(wǎng)雙端并聯(lián)供電方式運(yùn)行。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下特點(diǎn)：

1、將直流微電網(wǎng)并聯(lián)接在snop直流側(cè)，給重要直流負(fù)荷保證供電可靠性，同時(shí)直流微電網(wǎng)電源給snop直流側(cè)提供電壓支撐，且當(dāng)一側(cè)vsc出現(xiàn)故障，直流微電網(wǎng)仍可依靠另一側(cè)vsc并網(wǎng)。

2、當(dāng)上級(jí)電網(wǎng)斷電時(shí)，由直流微電網(wǎng)給電網(wǎng)反供電，實(shí)現(xiàn)不間斷供電。

3、將snop直接并聯(lián)在原有的ats處，即可以使用，無(wú)需改造原有線路結(jié)構(gòu)，避免ats頻繁切換造成的機(jī)械開(kāi)關(guān)觸頭變形，影響ats的使用壽命。

4、正常運(yùn)行時(shí)，ats斷開(kāi)，snop串接在低壓母線上，實(shí)現(xiàn)雙端電源低壓并聯(lián)供電，避免因線路故障導(dǎo)致的短時(shí)停電，以及雙電源低壓并聯(lián)供電導(dǎo)致的電磁環(huán)流等問(wèn)題。

5、snop的兩個(gè)三相四線制換流器可以調(diào)節(jié)雙配電變壓器的功率輸出，均衡雙配電變壓器低壓并聯(lián)供電時(shí)的負(fù)載，防止出現(xiàn)某一配電變壓器過(guò)載而另一配電變壓器輕載的現(xiàn)象。

6、snop的兩個(gè)三相四線制換流器可以調(diào)節(jié)接入點(diǎn)低壓母線電壓水平，可確保低壓側(cè)母線的電壓質(zhì)量。

7、當(dāng)snop出現(xiàn)故障或檢修停運(yùn)時(shí)，ats投運(yùn)，按常規(guī)的低壓配電網(wǎng)雙端并聯(lián)供電方式運(yùn)行，保證了供電可靠性。

解決了現(xiàn)有技術(shù)含直流微電網(wǎng)的低壓并聯(lián)供電系統(tǒng)中，交流系統(tǒng)頻率不穩(wěn)定，無(wú)功功率造成的損耗，電源受電源電壓大小與相位、等值阻抗大小與阻抗角以及負(fù)荷大小與功率因數(shù)等諸多因素的影響可能出現(xiàn)逆功率運(yùn)行的狀況，并且傳統(tǒng)的ats頻繁切換，將造成機(jī)械開(kāi)關(guān)觸頭變形，影響ats的使用壽命等技術(shù)問(wèn)題。

附圖說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明柔性電力電子開(kāi)關(guān)snop結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式：

一種適用于帶直流微電網(wǎng)接入的低壓配電網(wǎng)雙端供電結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1），它包括第一配電柜和第二低壓配電柜，第一配電柜和第二低壓配電柜通過(guò)雙電源自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)ats連接，第一低壓配電柜和第二低壓配電柜的低壓母線通過(guò)柔性電力電子開(kāi)關(guān)snop連接，直流微電網(wǎng)通過(guò)柔性電力電子開(kāi)關(guān)snop的直流側(cè)接入；柔性電力電子開(kāi)關(guān)snop與雙電源自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)ats并聯(lián)連接。

第一低壓配電柜和第二低壓配電柜分別通過(guò)第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)后與柔性電力電子開(kāi)關(guān)snop連接。

所述的電力電子柔性開(kāi)關(guān)snop包括兩個(gè)三相四線制變流器vsc、直流側(cè)電容和八個(gè)電感；兩個(gè)三相四線制變流器的直流側(cè)分別與直流側(cè)電容連接，八個(gè)電感分別接在兩個(gè)三相四線制變流器的輸入端上。

直流微電網(wǎng)包括直流負(fù)荷、分布式電源和儲(chǔ)能裝置；直流負(fù)荷、分布式電源和儲(chǔ)能裝置分別并聯(lián)在低壓直流母線上，通過(guò)低壓直流母線接入電力電子柔性開(kāi)關(guān)snop直流側(cè)。

三相四線制變流器的輸入端接低壓配電柜的a、b、c相和n線。

每一個(gè)三相四線制變流器由8個(gè)igbt模塊組成。

本發(fā)明在兩個(gè)電壓配電柜之間將snop與ats并聯(lián)，正常運(yùn)行時(shí)ats斷開(kāi)，雙電源通過(guò)snop連接，形成雙電源閉環(huán)供電模式，同時(shí)將直流微電網(wǎng)并聯(lián)于snop直流側(cè)，由于直流電網(wǎng)只存在母電壓水平這一衡量指標(biāo)，不存在交流系統(tǒng)頻率不穩(wěn)定，無(wú)功功率等造成的損耗；將直流微電網(wǎng)并聯(lián)接在snop直流側(cè)，給重要直流負(fù)荷保證供電可靠性，同時(shí)直流微電網(wǎng)電源給snop直流側(cè)提供電壓支撐，且當(dāng)一側(cè)vsc出現(xiàn)故障，直流微電網(wǎng)仍可依靠另一側(cè)vsc并網(wǎng)。當(dāng)兩側(cè)電網(wǎng)停電時(shí)，可由直流微電網(wǎng)電源系統(tǒng)反供電，實(shí)現(xiàn)不間斷供電。以提高低壓配電網(wǎng)的供電可靠性及雙電源線路的負(fù)載平衡能力；snop串聯(lián)在兩個(gè)低壓配電柜的低壓母線之間，當(dāng)其中一條饋線或配電變壓器因故障停運(yùn)時(shí)，其所帶負(fù)荷可通過(guò)snop由另一側(cè)配電變壓器供電，變流器提供低壓配電系統(tǒng)電壓和頻率的支撐，實(shí)現(xiàn)不間斷供電，從而避免線路出現(xiàn)短時(shí)停電問(wèn)題；當(dāng)兩側(cè)配電變壓器正常供電時(shí)，可通過(guò)snop動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)低壓配電網(wǎng)的電壓無(wú)功，改善低壓母線電壓水平；當(dāng)兩側(cè)配電變壓器正常供電時(shí)，可通過(guò)snop動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)兩側(cè)配電變壓器間的有功功率分布，避免逆功率、優(yōu)化兩臺(tái)配電變壓器之間的負(fù)載率，以實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)配電變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；當(dāng)snop出現(xiàn)故障或檢修停運(yùn)時(shí)，ats才投運(yùn)，按常規(guī)的低壓配電網(wǎng)雙端并聯(lián)供電方式運(yùn)行。