【技術實現步驟摘要】
本技術涉及可再生能源(光伏發電)和智能電網領域，特別涉及基于電力電子變壓器技術的分布式光伏微網。
技術介紹
1、分布式光伏發電接入及微網運行控制試點的運行成功將為實現電網最大化接納分布式電源，節能降耗、提高能效積累寶貴經驗，從而為提高電網供電可靠性。大電網與分布式光伏微網相結合的模式被認為是節省投資、降低能耗、提高供電可靠性和靈活性實現科學用能的重要形式。對于含有分布式光伏電源的供電企業來說，分布式發電可以綜合利用本地優勢資源，向用戶提供清潔和可靠的能源。
2、不過，因為分布式光伏發電本身不同于常規電源的隨機性和間歇性的特點，其并網運行對電網的電能質量和安全穩定構成一定威脅。同時，現在的大多數分布光伏并網發電微網存在結構復雜、拓展能力差、穩定性差等缺點。分布式發電引入供配電系統后其電能質量水平直接影響到用戶的日常生活和經濟活動，各種電能質量問題如電壓跌落、閃變、短時供電中斷、三相不平衡以及諧波等問題使得更易發生供電阻塞以及次生故障的發生。
技術實現思路
1、本技術的目的是提供基于電力電子變壓器技術的分布式光伏微網，電力電子變壓器應用于分布式光伏微網的場合，替代了傳統的工頻電力變壓器。電力電子變壓器能實現變壓、電氣隔離、功率調節與控制、可再生能源接入等多種功能。實現了光伏等新能源發電與智能電網技術的融合，集分布式光伏發電、儲能、能量管理、保護于一體，可并網/獨立運行，具有穩定、兼容、靈活、經濟等突出優勢。
2、基于電力電子變壓器技術的分布式光伏發電微網可以實現
3、本技術的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：基于電力電子變壓器技術的分布式光伏微網包括：
4、公共電網；
5、中高壓配電開關設備，與所述公共電網通過中高壓交流母線電連接，用于所述公共電網的交流電能轉換、分配與控制；
6、電力電子變壓器，與所述中高壓配電開關設備電連接；
7、光伏發電單元和儲能單元，分別與電力電子變壓器通過直流母線電連接；
8、充電單元和交流用電負荷，分別與電力電子變壓器通過交流母線電連接。
9、通過采用上述技術方案，通過電力電子變壓器實現公共電網與分布式光伏微網的柔性互聯、電壓變換、電氣隔離和能量傳輸。電力電子變壓器電氣端口具有電壓/電流/功率的實時調節能力，可實現電能雙向流動，從而可以接入不同類型的電源、儲能和負荷等設備。
10、本技術的進一步設置為：所述電力電子變壓器包括輸入ac/dc變換器、高頻隔離dc/dc變換器及輸出dc/ac變換器；其中，高頻隔離dc/dc變換器由高壓dc/ac變換器、高頻變壓器和低壓ac/dc變換器三部分構成。
11、通過采用上述技術方案，電力電子變壓器，也稱為固態變壓器或智能變壓器等，是指通過電力電子技術及高頻變壓器(相對于工頻變壓器工作頻率更高)實現的具有但不限于傳統工頻交流變壓器功能的新型電力電子設備。電力電子變壓器一般至少包括傳統交流變壓器的電壓等級變換和電氣隔離功能，此外，還包括交流側無功功率補償及諧波治理、可再生能源/儲能設備直流接入、端口間的故障隔離功能以及與其他智能設備的通訊功能等。
12、電力電子變壓器包含電力電子變流器構成的ac/ac、ac/dc或dc/ac等電能變換環節。電能變換環節數量的多少是影響pet效率的重要因素。對于中高壓交流輸入、低壓交流或直流輸出的電力電子變壓器來說，從輸入到輸出經過的電能變換環節的數量將現有拓撲分為三級型、四級-i型、四級-ii型和五級型四種基本類型，本技術分布式光伏微網所采用電力電子變壓器一般采用五級型，其電路一般包括輸入ac/dc變換器、高頻隔離dc/dc變換器及輸出dc/ac變換器。其中，高頻隔離dc/dc變換器一般由高壓dc/ac變換器、高頻變壓器和低壓ac/dc變換器三部分構成，即高頻隔離dc/dc變換器本身就含有三級電能變換環節。由于無直接的ac/ac變換器，濾波電路簡單，且具有多種交、直流端口，模塊化程度高。
13、電力電子變壓器多具有多樣化的電氣接口，能夠滿足交直流混合多種形式負荷、電源及儲能設備的接入要求，并實現多類型能源的綜合高效利用，完全可以作為能源互聯網中的“電能路由器”，具有電壓/電流/功率的實時調節能力，可實現電能雙向流動，從而可以接入不同類型的電源、儲能和負荷等設備。
14、本技術的進一步設置為：所述光伏發電單元包括光伏組件、直流mppt控制器和并網開關，所述光伏發電單元采用直流母線架構、光伏組件匯流后采用直流mppt控制器掛入電力電子變壓器的直流母線。
15、本技術的進一步設置為：所述儲能單元包括儲能電池、電池管理系統和dc-dc變流器、并網開關。
16、通過采用上述技術方案，儲能電池作為能量存儲的載體，既可實現能量搬移，也可實現功率補償。光伏發電及儲能單元采用直流母線方案的運用減少了光伏發電微網很多交流轉直流的過程，在發電、補電、充電過程中全部采用直流電進行，減少了光伏逆變器及儲能變流器等ac-dc轉換設備投入，相比交流母線架構提高3%~5%轉換效率。提升整套分布式光伏微網的穩定性、增加設備使用壽命，實現了儲能與充電負荷相匹配，實現了就地平衡，具備提升用電清潔化水平、減少對公共電網沖擊等多方面優勢。
17、本技術的進一步設置為：還包括ems能源管理系統，所述ems能源管理系統分別與中高壓配電開關設備、電力電子變壓器、光伏發電單元、儲能單元、充電單元和交流用電負荷信號連接。
18、通過采用上述技術方案，ems能源管理系統是整個分布式光伏微網系統的控制器，其能量管理功能包括系統運行模式判斷、功率調度及系統各設備運行狀態控制。
19、本技術的有益效果是：
20、1.電力電子變壓器除了可以完成傳統交流電力變壓器的電壓轉換、電氣隔離和能量傳輸等基本功能外，還可以實現電壓穩定可調、功率可控、諧波治理、無功補償和故障隔離等功能，有效解決傳統配電變壓器應用在現代電力系統中的不足。
21、2.基于電力電子變壓器技術的分布式光伏發電微網可以實現整個分布式光伏發電微網科學用能和節能降耗，并在維持公共電網可靠性前提下，使分布式光伏發電微網功率因數合理、電壓穩定、無閃變、諧波含量維持在較低水平。
22、3.分布式光伏發電微網還能參與電網調峰調頻、削峰填谷等輔助服務，甚至作為能源互聯網的的配套設施，支持智能電網、智能充電、智能信息網的三網融合發展。
23、4.更好的消納和均衡波動性大的分布式發電。
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1.基于電力電子變壓器技術的分布式光伏微網，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的基于電力電子變壓器技術的分布式光伏微網，其特征在于：所述電力電子變壓器（5）包括輸入AC/DC變換器（51）、高頻隔離DC/DC變換器（52）及輸出DC/AC變換器（53）；其中，高頻隔離DC/DC變換器（52）由高壓DC/AC變換器（521）、高頻變壓器（522）和低壓AC/DC變換器（523）三部分構成。
3.根據權利要求1所述的基于電力電子變壓器技術的分布式光伏微網，其特征在于：所述光伏發電單元（6）包括光伏組件、直流MPPT控制器和并網開關，所述光伏發電單元（6）采用直流母線架構、光伏組件匯流后采用直流MPPT控制器掛入電力電子變壓器（5）的直流母線。
4.根據權利要求1所述的基于電力電子變壓器技術的分布式光伏微網，其特征在于：所述儲能單元（7）包括儲能電池、電池管理系統和DC-DC變流器、并網開關。
5.根據權利要求1所述的基于電力電子變壓器技術的分布式光伏微網，其特征在于：還包括EMS能源管理系統（2），所述EMS能源管理系統（2）分
6.根據權利要求5所述的基于電力電子變壓器技術的分布式光伏微網，其特征在于：所述EMS能源管理系統（2）與電網調度中心（1）信號連接。
...【技術特征摘要】
1.基于電力電子變壓器技術的分布式光伏微網，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的基于電力電子變壓器技術的分布式光伏微網，其特征在于：所述電力電子變壓器（5）包括輸入ac/dc變換器（51）、高頻隔離dc/dc變換器（52）及輸出dc/ac變換器（53）；其中，高頻隔離dc/dc變換器（52）由高壓dc/ac變換器（521）、高頻變壓器（522）和低壓ac/dc變換器（523）三部分構成。
3.根據權利要求1所述的基于電力電子變壓器技術的分布式光伏微網，其特征在于：所述光伏發電單元（6）包括光伏組件、直流mppt控制器和并網開關，所述光伏發電單元（6）采用直流母線架構、光伏組件匯流后采用直流mppt控...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張衛平，宋鈞，陳新宇，
申請(專利權)人：博格華納新能源襄陽有限公司，
類型：新型
國別省市：
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