一种用于配电台区进行交直流混供的方法及系统与流程

1.本发明涉及配电技术领域，更具体地，涉及一种用于配电台区进行交直流混供的方法及系统。


背景技术：

2.随着新基建、新能源开展实施和绿色低碳环保理念深入，台区侧5g基站、电动汽车直流充电桩、分布式新能源、储能、柔性负荷等呈现快速增长趋势，这些新增元素接入传统交流配电台区中，需要通过内置逆变转换模块或附加逆变器设备来实现并网运行，如果采用内置模块，一方面将直接增加了设备硬件成本和设备整体转换效率，另一方面需要为设备内部直流模块提供高品质直流电能输入，将对这些设备的控制系统提出更高要求，增加了设备的控制成本。如果外部附加逆变器设备，将会直接增加台区设备数量和台区整体损耗，以及带来多变流器并网稳定运行、环流抑制等问题，需要台区另外附加控制措施，增加了台区的控制复杂度。同时，电动汽车充电与出行活动有关，具有随机性、充电功率大特点；分布式新能源发电依赖气象条件，具有较强的波动性和间歇性，这两者的特性将激增台区运行状态的不确性和复杂度，对台区电能质量综合治理与能量管理提出更高的要求。
3.因此，亟需对传统交流配电台区进行创新发展，通过电力电子配电装备和先进柔性调控技术的应用，提供交直流多电压等级混合配电环境和改善传统刚性调控，提升台区运行品质与综合管理能力，有力支撑新基建实施开展和促进能源绿色低碳化发展。


技术实现要素：

4.本发明技术方案提供一种用于配电台区进行交直流混供的方法及系统，以解决如何对配电台区进行交直流混供的问题。
5.为了解决上述问题，本发明提供了一种用于配电台区进行交直流混供的方法，所述方法包括：
6.将电力系统的中压交流电引入配电台区；
7.将所述中压交流电经由所述配电台区转变为低压交流电，将所述低压交流电引入多端口装置的交流端口；
8.通过所述多端口装置对所述低压交流电进行电力电子转换，将转换后的不同电压等级的直流电经由所述多端口装置的多个直流端口输出；
9.通过所述直流端口输出的不同电压等级的直流电为不同直流型元素进行配电。
10.优选地，还包括：
11.不同配电台区通过所述多端口装置的柔性互联直流端口进行互联。
12.优选地，包括：所述直流端口至少为三个，所述直流端口支持能量双向流动。
13.优选地，包括：所述直流端口经由整流模块ac/dc或直流变换模块dc/dc引出。
14.优选地，包括：所述交流端口支持pq控制、vf控制以及下垂控制；
15.所述直流端口支持定电压、定功率以及下垂控制。
16.优选地，所述直流端口包括：两个750v直流端口以及220v直流端口。
17.基于本发明的另一方面，本发明提供一种用于配电台区进行交直流混供的系统，所述系统包括：
18.引入单元，用于将电力系统中压交流电引入配电台区；所述中压交流电经由所述配电台区转变为低压交流电，将所述低压交流电引入多端口装置的交流端口；
19.转换单元，用于通过所述多端口装置对所述低压交流电进行电力电子转换，将转换后的不同电压等级的直流电经由所述多端口装置的多个直流端口输出；
20.执行单元，用于通过所述直流端口输出的不同电压等级的直流电为不同直流型元素进行配电。
21.优选地，所述执行单元还用于：
22.不同配电台区通过所述多端口装置的柔性互联直流端口进行互联。
23.优选地，包括：所述直流端口至少为三个，所述直流端口支持能量双向流动。
24.优选地，包括：所述直流端口经由整流模块ac/dc或直流变换模块dc/dc引出。
25.优选地，包括：所述交流端口支持pq控制、vf控制以及下垂控制；
26.所述直流端口支持定电压、定功率以及下垂控制。
27.优选地，所述直流端口包括：两个750v直流端口以及220v直流端口。
28.本发明技术方案通过多端口装置实现交直流多电压等级变换，向配电台区提供交直流配电母线，实现了为不同直流型元素配电，有力推动直流源荷储产品转换效率提升和生产成本降低，促进降低配电台区整体损耗和提升社会能效水平。
附图说明
29.通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
30.图1为根据本发明优选实施方式的一种用于配电台区进行交直流混供的方法流程图；
31.图2为根据本发明优选实施方式的配电台区交直流混供装置结构图；
32.图3为根据本发明优选实施方式的多端口装置拓扑以及台区互联结构图；以及
33.图4为根据本发明优选实施方式的一种用于配电台区进行交直流混供的系统结构图。
具体实施方式
34.现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
35.除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
36.图1为根据本发明优选实施方式的一种用于配电台区进行交直流混供的方法流程
图。本发明提出了一种适用于台区交直流混供及互联的方法，本发明通过结合配电台区新基建、新能源等新元素接入的情况，设计满足配电台区源荷储灵活配电需求的方法，利用多端口配电装置电压变换、灵活调控、电能路由等优势，构建台区交直流混供及互联的配电系统，满足配电台区高品质、多元化电力需求。本发明提出基于多端口装置的台区侧交直流混供及互联的配电模式，由电力系统中压交流电引入至配电台区，由台区配变转为低压交流电后引入多端口装置交流端口，然后多端口装置通过电力电子变换，引出不同电压等级直流端口，为配电台区不同直流型元素进行配电，以及用于不同配电台区柔性互联。然后，通过不同配电台区多端口装置柔性互联直流端口的联络，构建配电台区柔性互联系统。
37.如图1所示，本发明提供一种用于配电台区进行交直流混供的方法，方法包括：
38.步骤101：将电力系统的中压交流电引入配电台区。本发明电力系统中压交流电引至配电台区，此段交流引线使用架空线路或电力电缆引入。
39.步骤102：将中压交流电经由配电台区转变为低压交流电，将低压交流电引入多端口装置的交流端口。
40.步骤103：通过多端口装置对低压交流电进行电力电子转换，将转换后的不同电压等级的直流电经由多端口装置的多个直流端口输出；优选地，包括：直流端口至少为三个，直流端口支持能量双向流动。优选地，包括：直流端口经由整流模块ac/dc或直流变换模块dc/dc引出。
41.优选地，包括：交流端口支持pq控制、vf控制以及下垂控制；
42.直流端口支持定电压、定功率以及下垂控制。
43.本发明提供的多端口装置具备三个或以上电能端口，具备不同电能形态之间的变换功能，每个端口由整流模块(ac/dc)或直流变换模块(dc/dc)引出，整流模块(ac/dc)用于电力系统低压交流母线与多端口装置内部直流母线之间的电能变换，直流变换模块(dc/dc)实现不同电压等级直流母线之间的电能变换，所有端口均支持能量双向流动。
44.本发明提供的多端口装置以电能为主要控制对象，交流端口支持pq控制、vf控制、下垂控制模式，直流端口支持定电压、定功率和下垂控制模式，支撑台区功率、电压、频率调节，同时装置具备端口电能质量快速调控能力，用于解决台区内电压畸变抑制、电压骤降抑制、电压谐波补偿等多类型电能质量问题。
45.步骤104：通过直流端口输出的不同电压等级的直流电为不同直流型元素进行配电。
46.优选地，还包括对不同配电台区进行互联：
47.不同配电台区通过多端口装置的柔性互联直流端口进行互联。
48.优选地，直流端口包括：两个750v直流端口以及220v直流端口。
49.本发明提出交直流混供架构，在保留现有交流配电方式优势的基础上，充分发挥低压直流配电网的优势。在传统交流配电台区，通过低压多端口配电装置交直流多电压等级变换，向配电台区提供低压直流配电母线。
50.本发明提出台区柔性互联结构，通过多端口装置柔性互联直流端口联络，实现配电台区间互联，实现能量互济。
51.本发明提供多端口装置，可便捷提供不同电压等级直流配电母线，方便台区内新基建、新能源等新元素的接入，并且具备端口自适应调控技术，可以实现台区电压闪变、电
压骤降等电能质量综合治理和台区无功动态补偿，提升台区多元聚合适应能力，实现台区高品质电力供应，满足直流型源荷储元素的配电需求。
52.本发明提供了一种适用于台区交直流混供方法，本发明在保留现有交流配电方式优势的基础上，充分发挥低压直流配电网的优势。在传统交流配电台区，通过多端口装置交直流多电压等级变换，向配电台区提供交直流配电母线，大幅减小台区侧5g基站、电动汽车直流充电桩、分布式新能源、储能等元素内置逆变模块和外部附加逆变器设备，有力推动直流源荷储产品转换效率提升和生产成本降低，促进降低配电台区整体损耗和提升社会能效水平。
53.本发明通过不同配电台区多端口装置柔性互联直流端口的联络，实现不同配电台区柔性互联和能量互济，可缓解新基建下配电台区配变扩容压力，降低配电台区配变重过载运行风险，同时提升配电台区负载均衡能力。
54.本发明的多端口装置具备自适应调控技术，可以实现配电台区电压闪变、电压骤降等电能质量综合治理和配电台区无功动态补偿，提升对5g基站、电动汽车充电桩、分布式新能源、交直流负荷等多元聚合适应能力，实现配电台区高品质电力供应，满足直流源荷储产品的用能品质需求，有利于降低直流源荷储产品自身的控制成本，促进社会效益提升。
55.以下结合附图2、附图3对本发明实施方式作进一步详细说明。
56.本发明提出基于多端口装置的交直流混供及互联的台区配电模式，如图2、图3所示，由电力系统中压交流电10kv引入至配电台区，由配电台区配变将10kv中压交流电转为400v低压交流电后引入多端口装置交流端口，然后多端口装置通过电力电子变换，引出750v直流端口和220v直流端口，为配电台区不同直流型元素进行配电，另外引出750v直流端口，用于不同配电台区柔性互联。然后，通过不同配电台区的多端口装置柔性互联直流端口的联络，构建配电台区柔性互联系统。
57.电力系统10kv交流电使用10kv电力电缆引至配电台区。
58.多端口装置拓扑如图3所示，具备四个电能端口，分别为400v ac端口、750v dc端口(两个)、220v dc端口，具备不同电能形态之间的变换功能，每个端口由整流模块(ac/dc)或直流变换模块(dc/dc)引出，整流模块(ac/dc)用于电力系统低压交流母线与多端口装置内部直流母线之间的电能变换，直流变换模块(dc/dc)实现不同电压等级直流母线之间的电能变换，所有端口均支持能量双向流动。
59.本发明多端口装置以电能为主要控制对象，交流端口支持pq控制、vf控制、下垂控制模式，直流端口支持定电压、定功率和下垂控制模式，支撑台区功率、电压、频率调节，同时装置具备端口电能质量快速调控能力，用于解决配电台区内电压畸变抑制、电压骤降抑制、电压谐波补偿等多类型电能质量问题。
60.图4为根据本发明优选实施方式的一种用于配电台区进行交直流混供的系统结构图。如图4所示，本发明提供一种用于配电台区进行交直流混供的系统，系统包括：
61.引入单元401，用于将电力系统中压交流电引入配电台区；中压交流电经由配电台区转变为低压交流电，将低压交流电引入多端口装置的交流端口；
62.转换单元402，用于通过多端口装置对低压交流电进行电力电子转换，将转换后的不同电压等级的直流电经由多端口装置的多个直流端口输出；优选地，直流端口至少为三个，直流端口支持能量双向流动。
63.优选地，直流端口经由整流模块ac/dc或直流变换模块dc/dc引出。
64.优选地，交流端口支持pq控制、vf控制以及下垂控制；
65.直流端口支持定电压、定功率以及下垂控制。
66.优选地，直流端口包括：两个750v直流端口以及220v直流端口。
67.执行单元403，用于通过直流端口输出的不同电压等级的直流电为不同直流型元素进行配电。
68.优选地，所述执行单元还用于：不同配电台区通过多端口装置的柔性互联直流端口进行互联。
69.本发明优选实施方式的一种用于配电台区进行交直流混供的系统400与本发明优选实施方式的一种用于配电台区进行交直流混供的方法100相对应，在此不再进行赘述。
70.已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
71.通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。