交直流电网及供电系统的制作方法

本申请涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种交直流电网及供电系统。

背景技术：

现如今，由于化石能源的大量使用，导致煤炭、石油等一次能源越来越少，带来的环境问题也越发明显，为了应对这些问题，对太阳能等可再生能源的利用日益增多，目前，利用太阳能进行光伏发电已经非常广泛，光伏发电得到的是直流电，由于国家电网采用的是交流电供电，这中间也需要通过变流器进行转换，将两者结合起来，形成一个交直流电网，满足不同的用电需求。

相关技术中，交直流电网采用并联运行技术，可以提升容量配置的灵活性，针对不同的功率场合进行不同的并联匹配方案，目前市场上比较通用的方法是采用单端并联方案，比如，直流侧并联、交流侧不并联，或者是直流侧不并联、交流侧并联，这两种并联方案在实际应用中极为不便，如果负载增大，需要提升容量，增加并联的母线以及相应的变流器，相应的，交直流电网的控制策略也需要进行变更，容量配置更改不方便。

技术实现要素：

本申请的目的是提供一种交直流电网及供电系统，以解决相关技术中单端并联的交直流电网容量配置更改不方便的问题。

本申请的目的是通过以下技术方案实现的：

一种交直流电网，包括：

交流母线、直流母线和多个变流器；

每个所述变流器具有下垂控制功能；

每个所述变流器包括交流端和直流端；

每个所述变流器的所述交流端连接所述交流母线，所述直流端连接所述直流母线。

可选的，还包括新能源发电机组；

所述新能源发电机组连接所述变流器。

可选的，所述新能源发电机组为光伏发电机组；

所述变流器还包括光伏端口；

所述光伏发电机组通过所述光伏端口连接所述变流器。

可选的，所述变流器为储能变流器；

所述交直流电网还包括储能单元；

所述储能单元连接所述变流器。

可选的，所述储能单元包括蓄电池。

可选的，所述变流器为双向交流直流ac-dc变流器。

可选的，所述变流器的型号为gie-adc20ke。

可选的，所述交流母线上连接交流负载，所述直流母线上连接直流负载。

可选的，所述交直流电网为微电网。

一种供电系统，包括如以上任一项所述的交直流电网。

本申请采用以上技术方案，具有如下有益效果：

本申请的交直流电网中，包括多个变流器，每个变流器的交流端均连接到交流母线上，也就是说，在交流侧，各个变流器的交流端是并联的，实现了在交流侧的并联，每个变流器的直流端也均连接到了直流母线上，也就是说，在直流侧，各个变流器的直流端是并联的，实现了在直流侧的并联，如此，总体上实现了双端并联，并且每个变流器都具有下垂控制功能，在此结构的基础上，一方面，当其中一个变流器所在支路发生故障时，其他变流器仍能够继续为负载提供能量，保证交直流电网系统的稳定运行，提升系统的运行可靠性，另一方面，在大功率应用场合，需要负载扩增时，可以增加变流器，直接将变流器的交流端连接到交流母线，将变流器的直流端连接到直流母线，就实现了扩容配置，同理，当负载减少时，也可以直接删减变流器为系统进行减容配置，非常方便，提升了容量配置灵活性，又一方面，由于变流器具有下垂控制功能，可以保证各变流器所在支路尽量以等功率运行，避免因各变流器功率不均匀，导致功率较高的变流器保持较高功率而减少寿命，并且可以省去通讯控制线，无需集中控制，简化系统结构，方便工程施工及维护，降低成本，即使变流器增加或者删减，也能通过下垂控制功能再次使得各变流器所在支路以等功率运行。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一个实施例提供的一种交直流电网的结构图。

图2是本申请另一个实施例提供的一种交直流电网的结构图。

图3是本申请另一个实施例提供的一种交直流电网的结构图。

图4是本申请另一个实施例提供的一种交直流电网的结构图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。

现如今，由于化石能源的大量使用，导致煤炭、石油等一次能源越来越少，带来的环境问题也越发明显，为了应对这些问题，对太阳能等可再生能源的利用日益增多，目前，利用太阳能进行光伏发电已经非常广泛，光伏发电得到的是直流电，由于国家电网采用的是交流电供电，这中间也需要通过变流器进行转换，将两者结合起来，形成一个交直流电网，满足不同的用电需求。

相关技术中，交直流电网采用并联运行技术，可以提升容量配置的灵活性，针对不同的功率场合进行不同的并联匹配方案，目前市场上比较通用的方法是采用单端并联方案，比如，直流侧并联、交流侧不并联，或者是直流侧不并联、交流侧并联，这两种并联方案在实际应用中极为不便，如果需要提升容量，增加并联的母线以及相应的变流器，相应的，交直流电网的控制策略也需要进行变更，容量配置更改不方便。

实施例

参见图1，图1是本申请一个实施例提供的一种交直流电网的结构图。

如图1所示，本实施例提供的一种交直流电网，包括：

交流母线1、直流母线2和多个变流器3；

每个所述变流器3具有下垂控制功能；

每个所述变流器3包括交流端和直流端；

每个所述变流器3的所述交流端连接所述交流母线1，所述直流端连接所述直流母线2。

其中，各个变流器3的交流端可以连接到交流母线1上的同一个连接点，也可以是连接到不同的连接点，其本质是一样的，均是连接到了交流母线1上。同样，各个变流器3的直流端可以连接到直流母线2上的同一个连接点，也可以连接到不同的连接点，其本质是一样的，均是连接到了直流母线2上。

其中，变流器3为双向交流直流(alternatingcurrent-directcurrent，ac-dc)变流器3，既可以将交流变直流，又可以将直流变交流。实际应用中，所述变流器3的型号可以但不限于为gie-adc20ke，当然也可以采用市面上其它能够满足条件的型号。

其中，变流器3中内置了具有下垂控制功能的模块，下垂控制功能是已有的成熟技术，本申请中未做改进，直接应用即可，变流器3可以根据实际的功率分配进行自主下垂控制，使自身的功率分配与其他的变流器3相匹配，可以在不需要上层控制、不需要变流器3之间相互的通讯情况下实现功率均分控制。

本申请的交直流电网中，包括多个变流器3，每个变流器3的交流端均连接到交流母线1上，也就是说，在交流侧，各个变流器3的交流端是并联的，实现了在交流侧的并联，每个变流器3的直流端也均连接到了直流母线2上，也就是说，在直流侧，各个变流器3的直流端是并联的，实现了在直流侧的并联，如此，总体上实现了双端并联，并且每个变流器3都具有下垂控制功能，在此结构的基础上，一方面，当其中一个变流器3所在支路发生故障时，其他变流器3所在支路仍能够继续为负载提供能量，保证交直流电网系统的稳定运行，提升系统的运行可靠性，另一方面，在大功率应用场合，需要负载扩增时，可以增加变流器3，直接将变流器3的交流端连接到交流母线1，将变流器3的直流端连接到直流母线2，就实现了扩容配置，同理，当负载减少时，也可以直接删减变流器3为系统进行减容配置，非常方便，提升了容量配置灵活性，又一方面，由于变流器3具有下垂控制功能，可以保证各变流器3所在支路尽量以等功率运行，避免因各变流器3功率不均匀，导致功率较高的变流器3保持较高功率而减少寿命，并且可以省去通讯控制线，无需集中控制，简化系统结构，方便工程施工及维护，降低成本，及时变流器3增加或者删减，也能通过下垂控制功能使得各变流器3所在支路以等功率运行。

实际应用中，本交直流电网可以作为一个微电网，应用在某个特定的场景中，比如应用在某个房间中，接入交流大电网时，直接将一根上述交流母线1接入交流大电网即可完成微电网的接入，非常方便。

参见图2，图2是本申请另一个实施例提供的一种交直流电网的结构图。

基于以上交直流电网，所述交流母线1上连接交流负载，所述直流母线2上连接直流负载，可以将通过新能源产生的直流电通过直流母线2提供给直流负载，也可以将直流电变成交流电通过交流母线1提供给交流负载，基于此，在一些实施例中，如图2所示，上述交直流电网还可以包括新能源发电机组4；所述新能源发电机组4连接所述变流器3。新能源发电机组4的种类有多种，比如所述新能源发电机组4为光伏发电机组。相应的，上述变流器3还包括光伏端口；光伏发电机组通过所述光伏端口连接所述变流器3。光伏发电机组发出的直流电可以经过变流器3转换成交流电，输出到交流母线1提供给交流负载，还可以经过变流器3输出到直流母线2提供给直流负载。实施中，光伏发电机组的型号可以但不限于gp-3000w。

在新能源发电不稳时，变流器3还可以将交流母线1的交流电变成直流电，通过直流母线2提供给直流负载。

参见图3，图3是本申请另一个实施例提供的一种交直流电网的结构图。

在一些实施例中，如图3所示，所述变流器3为储能变流器，相应的，上述交直流电网还包括储能单元5，所述储能单元5连接所述变流器3。此时，上述变流器3的光伏端口可以作为储能端口，连接储能单元5。其中，储能单元5的具体种类有多种，比如所述储能单元5可以包括蓄电池，具体的，可以但不限于型号为6-cnj-120的蓄电池。如此，可以将剩余能量储存起来，当离网时，可以供给交流负载和直流负载。

需要说明的是，上述变流器3的数量可以根据实际需要进行设置，为了保证一个变流器3所在支路故障时，仍有足够的变流器3并联，为负载提供电能，优选的，所述变流器3的数量至少为2个。图1、图2、图3中以3个变流器3进行示意。

如图4所示，以另一种形式示意了图1所示的交直流电网，包括交流母线1、直流母线2、3个变流器3(包括变流器a、b、c)，交流母线1上一个连接点为第一公共连接点p1,直流母线2上一个连接点为第二公共连接点p2，交流侧，通过第一公共连接点p1，各变流器3的交流端进行并联连接，直流侧，各变流器3的直流端通过第二公共连接点p2进行并联连接，直流母线2上连接有直流负载7，交流母线1上连接有交流负载6，从图中来看，变流器a、变流器b像是构成了一个环形，变流器a、变流器c也像是构成了一个环形，变流器b、变流器c也像是构成了一个环形，因此，该交直流电网系统也可以称为多环网结构，通过这种多环网结构的展示，可以更加直观的反映出，当其中一个变流器所在支路发生故障时，与之构成环形的变流器所在支路可以持续为负载提供能量，保证系统的稳定运行，提升了系统的运行可靠性。

当直流负载或者交流负载扩增或减少时，可以在第一公共连接点p1与第二公共连接点p2之间直接增加一个变流器，为系统扩容；同理，也可以直接删减变流器，为系统进行减容配置。

本申请另一个实施例还提供一种供电系统，包括如以上任意实施例所述的交直流电网。本实施例的具体实现方式可以参考以上相关实施例，相应的有益效果的推导也类似，此处不再赘述。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。