本发明涉及配电系统领域,特别涉及含分布式电源的低压多源并联供电系统结构。
背景技术:
低压多源并联供电系统可有效提高供电可靠性,且有利于分布式电源的友好接入,已成为一种新型的低压配电模式,并获得成功应用。根据分布式电源的输出电压特点,可将其分为交流输出的分布式电源和直流输出的分布式电源,前者如风力发电机、内燃机-发电机组等,其可以直接接入低压交流系统;后者如燃料电池、光伏电池板等,每个电源都需要经过dc/ac变流器接入低压交流系统。由于每个直流电源都需要各自的逆变器,相互之间会产生影响且经济性较差。随着社会的不断发展,直流负荷的应用越来越广泛,目前都是需要内部经过ac/dc变流器将交流变为直流,才能为其供电。
本发明提出了一种基于交直流混联母线的低压多源并联供电系统结构,可实现交直流电源和交直流负荷的灵活接入,实现高供电可靠性与分布式电源友好接入的有机统一。
技术实现要素:
本发明解决的技术问题是:利用ac/dc变流器将低压母线分为交流段和直流段,交直流电源和负荷分别接入相应的母线段。采取的技术方案具体内容如下:
1.具有多条中压进线且含有分布式电源的低压配电系统中,将其低压母线分为交流段和直流段,直流段和交流段母线通过ac/dc变流器连接。
2.交流低压母线中接入交流负荷、传统中压进线以及交流输出的分布式电源;直流低压母线中通过dc/dc变换或者直接接入直流输出的分布式电源及直流负荷。
3.ac/dc变流器根据直流侧分布式电源与直流负荷情况,实现交直流电能的统一双向灵活变换。
4.利用ac/dc变流器还可实现两侧交流系统的潮流均衡控制。
5.交流侧或直流侧母线上发生故障时,直接闭锁换流器中的电力电子器件,起到快速保护或限流的作用,并能够有效减小系统的短路容量。
与现有技术相比本发明的有益效果是:
本发明专利所公开的结构,与传统含分布式电源的低压多源并联供电系统结构相比,具有显著区别:
1.在传统的结构中,直流输出的分布式电源需要经过逆变器接入低压交流系统;在本发明专利所公开的结构中,直流输出的分布式电源可通过dc/dc变换或者直接接入直流低压母线,所有的直流输出的分布式电源共享直流母线,提高了经济性且降低了各逆变器之间的影响与协调控制难度。
2.在传统的结构中,母线无法直接对直流负荷供电,需经过ac/dc变流器将交流变为直流后供电;在本发明专利所公开的结构中,直流负荷可由低压母线直流段通过dc/dc变换或者直接供电,可进一步提高系统的经济效益。
3.本发明专利所公开的结构中,ac/dc变流器不仅能实现交直流电能的统一双向灵活变换,还可以实现两侧交流系统的潮流均衡控制,有利于各种类型分布式电源的友好接入,且能够提高系统运行效率与经济性。
4.发生故障时,本发明专利所公开的结构可直接闭锁换流器中的电力电子器件,起到快速保护或限流的作用;ac/dc变流器将两侧低压交流系统隔开,且当发生短路故障时自动限制短路电流,减小系统的短路容量,提高了系统的可靠性和安全性。
附图说明
附图1为基于交直流混联母线的低压多源并联供电系统结构图。
具体实施方式
如附图1所示,低压母线由两个ac/dc变流器分为三段,与传统中压进线直接相连的两侧为交流段,中间为直流段。交直流段之间的ac/dc变流器可根据两侧的电源和负荷情况以及直流侧母线电压,实现交直流电能的统一双向灵活变换,还可以实现两侧交流系统的潮流均衡控制。
交流低压母线具有多条中压进线(i,k分别为中压进线的数量),接入了交流输出的分布式电源,并给交流负荷供电;中间的直流低压母线直接接入了以直流电流源为例的直流输出分布式电源,并直接给直流负荷供电(电压等级不匹配时,可先经过dc/dc变换)。
交流侧或直流侧母线上发生故障时,该系统可直接闭锁换流器中的电力电子器件,起到快速保护或限流的作用。ac/dc换流器将两侧低压交流系统隔开,发生短路故障时,短路电流被限制,电源1~i和电源i+1~i+k隔离形成构成两个系统,短路容量减小。