本发明涉及智能配电,尤其是一种蒲公英型配电网的组网方法。
背景技术:
1、大量间歇性、随机性分布式电源、充电负荷并网接入配电网,改变了传统交流配电网的运行方式,传统配电网在规划设计、运行控制等方面面临挑战。分布式光伏、电动汽车、储能等新型源荷具有明显直流特征,直流供用电网络的需求与日俱增。同时,发、输、配、用全环节直流模式在效率上优于传统交流模式。因此存在交直流混合配电系统需求。
2、除了分布式新能源的发展对传统交流配电网提出了更高要求,传统配电网也存在供电可靠性、供电能力、配电设备资产利用率提升等需求。台区、馈线柔性互联技术近年来得到快速发展,也开展了相关的试点应用。但是台区和馈线的柔性互联现阶段仅限于本级电网的互联互济,还未形成明确的组网模式。以国网福建电力的台区组微电网为例,通过台区柔性直流互联技术构建台区组微电网示范,实现台区组微网运行,有效提升分布式光伏的消纳能力和供电可靠性。
技术实现思路
1、本发明提出一种蒲公英型配电网的组网方法,通过在传统的交流配电网络基础上构建直流公网,形成分布式智能微电网形态,具有灵活的自组网功能,实现分布式资源的就地就近平衡、供电可靠性和承载力提升。
2、本发明采用以下技术方案。
3、一种蒲公英型配电网的组网方法,所述配电网包括一个以上的供电单元;所述供电单元包括低压直流电力网络,还包括以受电端与低压直流电力网络相连的一个以上的种子供电单元;所述种子供电单元包括将受电端接收的直流电转为交流电的低压交直流变换装置,所述低压交直流变换装置的送电端与一个以上的低压交流电力网络受电端相连;所述供电单元的低压直流电力网络的受电端经直流变压器与中压直流电力网络的送电端相连;中压直流电力网络的受电端经中压交直流变换装置与一个以上的中压交流电力网络送电端相连;
4、所述蒲公英型配电网为通过在交流配电网络基础上构建直流公网而形成的分布式智能微电网形态,其通过分布式智能微电网的自组网功能来实现分布式电力资源的就地就近平衡,并提升供电可靠性和承载力。
5、所述低压交流电力网络为380伏低压台区或馈线;所述中压交流电力网络为以110千伏或35千伏变电站或10千伏开关站或10千伏环网站或10千伏馈线为核心节点的交流电力网络;
6、低压直流电力网络的电压为750伏即±375伏,用于为直流用电负荷提供电源;中压直流电力网络的电压为1500伏即±375伏,或是20千伏即±10千伏;
7、所述低压直流电力网络、中压直流电力网络均包括间歇性、随机性分布的电源及充电负荷;所述间歇性、随机性分布的电源及充电负荷包括分布式光伏、电动汽车充电桩或储能设备。
8、所述种子供电单元的交流侧和直流侧通过离并网作业灵活切换,并可与其它种子供电单元灵活组网以提高供电的可靠性;
9、种子供电单元包括两个低压交流电力网络,两个低压交流电力网络通过低压交直流变换装置电气连接,还通过所述低压交直流变换装置与低压直流电力网络连接。
10、所述低压直流电力网络的拓扑结构为链式结构或环网式结构。
11、所述低压交直流变换装置包括1个直流端口和2个交流端口,其电路拓扑包括ac/dc、dc/dc、ac/dc的拓扑形式,还包括ac/ac、ac/dc/ac的拓扑形式。
12、所述低压交直流变换装置具有交流功率和直流功率变换功能,用于实现交流功率和直流功率的双向流动。
13、所述中压直流电力网络的拓扑结构包括链式结构或环网式结构。
14、连接低压直流电力网络与中压直流电力网络的直流变压器具有直流电压控制功能,用于实现低压直流电力网络与中压直流电力网络之间的功率双向流动;
15、直流变压器的拓扑包括双有源全桥变换器、升压直流变压器。
16、连接中压直流电力网络和中压交流电力网络的中压交直流变换装置具有交流功率和直流功率变换功能,用于实现中压直流电力网络和中压交流电力网络间的功率双向流动。
17、所述直流公网为用于实现低压交流电力网络和中压交流电力网络在本级电网和跨级电网的安全供电的直流电力网络,其满足检修方式下和故障方式下至少“n-1”的安全供电。
18、本发明及其优选方案具有优点如下:
19、(1)蒲公英配电网的种子供电单元实现传统低压交流电力网络的柔性互联,实现传统低压交流电力网络的可靠供电和动态增容;
20、(2)蒲公英配电网的种子供电单元在传统交流电力网络基础上扩展出低压直流电力网络,为直流用电负荷提供电源;
21、(3)蒲公英配电网的种子供电单元在交流侧和直流侧可实现离并网灵活切换,可以与其它种子供电单元灵活组网,提高供电的可靠性;
22、(4)蒲公英配电网低压直流电力网络通过直流变压器与中压直流电力网络连接,进一步提高供电可靠性;
23、(5)蒲公英配电网通过构建直流电力网络,实现低压交流电力网络和中压交流电力网络在本级电网和跨级电网的安全供电,满足检修方式下和故障方式下至少“n-1”的安全供电;
24、(6)蒲公英配电网通过构建低压、中压直流电力网络,提高交流分布式电源和充电负荷的承载力。
1.一种蒲公英型配电网的组网方法,其特征在于:所述配电网包括一个以上的供电单元;所述供电单元包括低压直流电力网络,还包括以受电端与低压直流电力网络相连的一个以上的种子供电单元;所述种子供电单元包括将受电端接收的直流电转为交流电的低压交直流变换装置,所述低压交直流变换装置的送电端与一个以上的低压交流电力网络受电端相连;所述供电单元的低压直流电力网络的受电端经直流变压器与中压直流电力网络的送电端相连;中压直流电力网络的受电端经中压交直流变换装置与一个以上的中压交流电力网络送电端相连;
2.根据权利要求1所述的一种蒲公英型配电网的组网方法,其特征在于:所述低压交流电力网络为380伏低压台区或馈线;所述中压交流电力网络为以110千伏或35千伏变电站或10千伏开关站或10千伏环网站或10千伏馈线为核心节点的交流电力网络;
3.根据权利要求1所述的一种蒲公英型配电网的组网方法,其特征在于:所述种子供电单元的交流侧和直流侧通过离并网作业灵活切换,并可与其它种子供电单元灵活组网以提高供电的可靠性;
4.根据权利要求3所述的一种蒲公英型配电网的组网方法,其特征在于:所述低压直流电力网络的拓扑结构为链式结构或环网式结构。
5.根据权利要求3所述的一种蒲公英型配电网的组网方法,其特征在于:所述低压交直流变换装置包括1个直流端口和2个交流端口,其电路拓扑包括ac/dc、dc/dc、ac/dc的拓扑形式,还包括ac/ac、ac/dc/ac的拓扑形式。
6.根据权利要求5所述的一种蒲公英型配电网的组网方法,其特征在于:所述低压交直流变换装置具有交流功率和直流功率变换功能,用于实现交流功率和直流功率的双向流动。
7.根据权利要求1所述的一种蒲公英型配电网的组网方法,其特征在于:所述中压直流电力网络的拓扑结构包括链式结构或环网式结构。
8.根据权利要求1所述的一种蒲公英型配电网的组网方法,其特征在于:连接低压直流电力网络与中压直流电力网络的直流变压器具有直流电压控制功能,用于实现低压直流电力网络与中压直流电力网络之间的功率双向流动;
9.根据权利要求1所述的一种蒲公英型配电网的组网方法,其特征在于:连接中压直流电力网络和中压交流电力网络的中压交直流变换装置具有交流功率和直流功率变换功能,用于实现中压直流电力网络和中压交流电力网络间的功率双向流动。
10.根据权利要求1所述的一种蒲公英型配电网的组网方法,其特征在于:所述直流公网为用于实现低压交流电力网络和中压交流电力网络在本级电网和跨级电网的安全供电的直流电力网络,其满足检修方式下和故障方式下至少“n-1”的安全供电。