本實(shí)用新型涉及微電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高滲透比冷熱電三聯(lián)供混合型智能微電網(wǎng)。
背景技術(shù)：
智能微電網(wǎng)是指由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、相關(guān)負(fù)荷和監(jiān)控、保護(hù)裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)，既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，也可以孤立運(yùn)行。智能微電網(wǎng)集成了大量綠色清潔能源的分布式電源且能為用戶提供更可靠和高質(zhì)量的電能，是智能電網(wǎng)發(fā)展的先行軍。智能微電網(wǎng)具備完整的發(fā)輸配電功能，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)的功率平衡與能量優(yōu)化。
智能微電網(wǎng)電壓等級(jí)一般在10kV以下，電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)模一般在兆瓦級(jí)及以下，電網(wǎng)與終端用戶或設(shè)備相連，能量就地利用。智能微電網(wǎng)內(nèi)部自主進(jìn)行負(fù)荷、發(fā)電、儲(chǔ)能的協(xié)調(diào)控制。智能微電網(wǎng)與大電網(wǎng)既可以并網(wǎng)運(yùn)行也可以離網(wǎng)運(yùn)行，對(duì)大電網(wǎng)有一定的支撐作用，可為用戶提供優(yōu)質(zhì)可靠的電力。當(dāng)智能微電網(wǎng)與外部電網(wǎng)分離時(shí)，智能微電網(wǎng)的供電側(cè)能夠維持對(duì)自身內(nèi)部用電負(fù)荷的電能供應(yīng)的平衡。
普通微電網(wǎng)通常采用AC400V低壓共交流母線方式，系統(tǒng)中的各微源、儲(chǔ)能、發(fā)電機(jī)等單元通過交直流逆變或電壓轉(zhuǎn)換可聯(lián)接入微電網(wǎng)母線中。
由于微電網(wǎng)中存在著多種能源輸入（風(fēng)、光、天然氣等），多種能源輸出（如電能。熱能）、多種能源轉(zhuǎn)換單元（風(fēng)/電、光/電、熱/電、交流/直流/交流、電/熱）以及多種運(yùn)行狀態(tài)（并網(wǎng)、離網(wǎng)）使得微電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)特性相對(duì)于單個(gè)的分布式發(fā)電系統(tǒng)而言更加復(fù)雜。
傳統(tǒng)智能微電網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)的影響及能量損耗：
由于分布式電源存在形式多樣、發(fā)電特性各異、穩(wěn)定性差、位置分散、數(shù)量較多等問題，導(dǎo)致分布式電源容易造成微電網(wǎng)電壓及頻率的快速波動(dòng)；也會(huì)在微電網(wǎng)與大電網(wǎng)簡(jiǎn)單并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，對(duì)大電網(wǎng)產(chǎn)生較大的沖擊。分布式能源滲透比始終無法得到較大提升。
傳統(tǒng)智能微電網(wǎng)中，微電網(wǎng)系統(tǒng)電壓頻率振蕩易引起大量分布式電源脫網(wǎng)，微電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性及供電可靠性受到威脅。
由于不同的能源輸入設(shè)備的電壓偏差，會(huì)改變微電網(wǎng)原有的電壓分布；
微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電過程產(chǎn)生大量余熱余氣，造成能源浪費(fèi)和熱污染。
傳統(tǒng)微電網(wǎng)中，型式多樣的電力電子設(shè)備直接接入交流系統(tǒng)，將大量諧波引入到交流母線系統(tǒng)當(dāng)中，諧波治理難度很大；
風(fēng)電、光伏等功率輸出有一定的間歇性，微電網(wǎng)功率平衡控制難度很大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是：提供一種高滲透比冷熱電三聯(lián)供混合型智能微電網(wǎng)，該智能微電網(wǎng)較好的解決和適應(yīng)了高滲透比分布式發(fā)電對(duì)微電網(wǎng)供電可靠性、安全性的負(fù)面影響，并對(duì)二次能源進(jìn)行回收利用，提高了能源利用率。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：
一種高滲透比冷熱電三聯(lián)供混合型智能微電網(wǎng)包括直流母線、交流母線、分布式電源、儲(chǔ)能裝置和冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)，以及同時(shí)與所述直流母線和所述交流母線連接的DC/AC雙向變流器；
所述分布式電源包括光伏發(fā)電裝置和風(fēng)力發(fā)電機(jī)，所述光伏發(fā)電裝置通過DC/DC變換器與所述直流母線連接，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過AC/DC變換器與所述直流母線連接，所述儲(chǔ)能裝置通過DC/DC雙向變換器與所述直流母線連接，所述直流母線還通過另一個(gè)DC/DC變換器與直流負(fù)荷連接；
所述交流母線分別與交流負(fù)荷和超級(jí)電容系統(tǒng)連接；
所述冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)包括微燃機(jī)，以及與所述微燃機(jī)相結(jié)合的和溴化鋰裝置；
還包括并網(wǎng)控制器、直流系統(tǒng)控制器、交流系統(tǒng)控制器和智能微電網(wǎng)控制保護(hù)系統(tǒng)，所述并網(wǎng)控制器、所述直流系統(tǒng)控制器和所述交流系統(tǒng)控制器均與所述DC/AC雙向變流器連接，所述智能微電網(wǎng)控制保護(hù)系統(tǒng)還分別與所述直流系統(tǒng)控制器、所述交流系統(tǒng)控制器和所述并網(wǎng)控制器連接；
所述直流系統(tǒng)控制器分別與所述DC/DC變換器、所述DC/DC雙向變換器和所述AC/DC變換器連接，所述交流系統(tǒng)控制器分別與所述超級(jí)電容系統(tǒng)、所述交流負(fù)荷和所述冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)連接。
優(yōu)選方式為，所述交流母線還通過AC/DC變換器與集中儲(chǔ)能系統(tǒng)連接。
優(yōu)選方式為，所述超級(jí)電容系統(tǒng)通過交流變流器與所述交流母線連接。
優(yōu)選方式為，所述微燃機(jī)通過隔離變壓器與所述交流母線連接。
優(yōu)選方式為，所述儲(chǔ)能裝置為儲(chǔ)能電池。
采用上述技術(shù)方案后，本實(shí)用新型的有益效果是：由于本實(shí)用新型的高滲透比冷熱電三聯(lián)供混合型智能微電網(wǎng)包括直流母線、交流母線、分布式電源、儲(chǔ)能裝置和冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)，以及同時(shí)與直流母線和交流母線連接的DC/AC雙向變流器；還包括并網(wǎng)控制器、直流系統(tǒng)控制器、交流系統(tǒng)控制器和智能微電網(wǎng)控制保護(hù)系統(tǒng)，使其與現(xiàn)有技術(shù)中的微電網(wǎng)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）可增強(qiáng)供電連續(xù)性和可靠性，提高電源品質(zhì)和供電質(zhì)量，有效減少交流母線的諧波，減小相位差，提高控制系統(tǒng)的可靠性；2）可同時(shí)滿足用戶對(duì)交直流電源直供電的需求；3）可同時(shí)滿足用戶對(duì)冷、熱、電的需求；4）可滿足用戶對(duì)電能質(zhì)量和供電可靠性、安全性方面的需求；5）可通過選擇與主電網(wǎng)的并網(wǎng)或離網(wǎng)運(yùn)行的方式，解決供電與需求的不平衡關(guān)系；6）減少了高滲透率分布式電源簡(jiǎn)單并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)的不利影響；7) 直流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，DC/DC換流器比AC/DC整流器的電能轉(zhuǎn)換效率高，在微電網(wǎng)中更多的采用DC/DC換流器省去許多變換環(huán)節(jié)可有效降低換流損失；8）直流系統(tǒng)不存在無功分量，電能傳輸中降低線損；電壓分布與線路的電感、電容參數(shù)無關(guān)，更便于電壓控制；9）無相位問題，直流側(cè)設(shè)備切換更容易，電壓穩(wěn)定性得到增強(qiáng)；10）大大提高微電網(wǎng)中分布式電源的有效運(yùn)行時(shí)間，提高可再生能源的優(yōu)化利用率；11）通過智能微電網(wǎng)控制保護(hù)系統(tǒng)，對(duì)微電網(wǎng)內(nèi)各子系統(tǒng)以及各支路的電壓、電流、功率、有功無功、功率因數(shù)等電能數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析，對(duì)微電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行進(jìn)行協(xié)調(diào)控制；12）可滿足許多新型用電設(shè)備對(duì)直流電源的需求，如計(jì)算機(jī)、變頻器、通信設(shè)備、電動(dòng)汽車及新型家用電器均采用直流供電或具有直流環(huán)節(jié)。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型高滲透比冷熱電三聯(lián)供混合型智能微電網(wǎng)的原理框圖;
圖中：1—直流母線、2—交流母線。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
如圖1所示，一種高滲透比冷熱電三聯(lián)供混合型智能微電網(wǎng)包括直流母線1、交流母線1、分布式電源、儲(chǔ)能裝置和冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)，以及同時(shí)與直流母線1和交流母線2連接的DC/AC雙向變流器。
上述分布式電源包括光伏發(fā)電裝置和風(fēng)力發(fā)電機(jī)，光伏發(fā)電裝置通過DC/DC變換器與直流母線連接，風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過AC/DC變換器與直流母線連接，儲(chǔ)能裝置通過DC/DC雙向變換器與直流母線連接，直流母線還通過另一個(gè)DC/DC變換器與直流負(fù)荷連接。本實(shí)施例的儲(chǔ)能裝置為儲(chǔ)能電池。
交流母線2分別與交流負(fù)荷和超級(jí)電容系統(tǒng)連接；本實(shí)施例的交流母線2還通過AC/DC變換器與集中儲(chǔ)能系統(tǒng)連接。其中超級(jí)電容系統(tǒng)通過交流變流器與交流母線2連接。
冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)包括微燃機(jī)，以及與微燃機(jī)相結(jié)合的和溴化鋰裝置；其中微燃機(jī)通過隔離變壓器與交流母線2連接。
還包括并網(wǎng)控制器、直流系統(tǒng)控制器、交流系統(tǒng)控制器和智能微電網(wǎng)控制保護(hù)系統(tǒng)，并網(wǎng)控制器、直流系統(tǒng)控制器和交流系統(tǒng)控制器均與DC/AC雙向變流器連接，智能微電網(wǎng)控制保護(hù)系統(tǒng)還分別與直流系統(tǒng)控制器、交流系統(tǒng)控制器和并網(wǎng)控制器連接；整個(gè)微電網(wǎng)在交流側(cè)通過并網(wǎng)控制器可實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)側(cè)的并網(wǎng)。
直流系統(tǒng)控制器分別與DC/DC變換器、DC/DC雙向變換器和AC/DC變換器連接，交流系統(tǒng)控制器分別與超級(jí)電容系統(tǒng)、交流負(fù)荷和冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)連接。
本實(shí)用新型的混合型智能微電網(wǎng)，通過能量型儲(chǔ)能裝置能確保網(wǎng)內(nèi)能源的動(dòng)態(tài)平衡，儲(chǔ)存微電網(wǎng)中剩余電能，平衡光伏發(fā)電及風(fēng)力發(fā)電的間歇期網(wǎng)內(nèi)的負(fù)荷不平衡。
超級(jí)電容系統(tǒng)使用超級(jí)電容器作為功率型儲(chǔ)能裝置，可解決微電網(wǎng)中的諧波問題、功率因數(shù)問題、負(fù)荷波動(dòng)等電能質(zhì)量問題。由于超級(jí)電容的充放電響應(yīng)速度快、瞬時(shí)充放電流大，使用超級(jí)電容快速補(bǔ)充微電網(wǎng)中的電能缺失，能達(dá)到微電網(wǎng)內(nèi)能源的瞬間動(dòng)態(tài)平衡。超級(jí)電容是智能微電網(wǎng)維持系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的主要設(shè)備之一。
微燃機(jī)作為可靠持續(xù)的電源支撐，在分布式電源的間歇期，支撐微電網(wǎng)的能量平衡，保證整個(gè)微電網(wǎng)在離網(wǎng)情況下持續(xù)運(yùn)行。
微燃機(jī)，以及與微燃機(jī)相結(jié)合的溴化鋰裝置組成的冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)，在提供電力的同時(shí)，對(duì)微燃機(jī)產(chǎn)生的余熱余氣進(jìn)行回收利用，解決區(qū)域供冷供熱需求，達(dá)到能源的二次利用。
直流系統(tǒng)控制器采集風(fēng)電、光伏等分布式電源、儲(chǔ)能裝置、直流負(fù)荷、交流側(cè)接口等運(yùn)行信息，上傳至智能微電網(wǎng)控制保護(hù)系統(tǒng)，接收分析執(zhí)行智能微電網(wǎng)控制保護(hù)系統(tǒng)指令，對(duì)直流側(cè)發(fā)電、儲(chǔ)能及負(fù)荷統(tǒng)一優(yōu)化調(diào)控。
交流系統(tǒng)控制器采集微燃機(jī)、超級(jí)電容系統(tǒng)、集中儲(chǔ)能系統(tǒng)、交流負(fù)荷、直流側(cè)接口及公網(wǎng)側(cè)接口等運(yùn)行信息，上傳至智能微電網(wǎng)控制保護(hù)系統(tǒng)，接收分析執(zhí)行智能微電網(wǎng)控制保護(hù)系統(tǒng)指令，與直流系統(tǒng)控制器配合，穩(wěn)定交流電壓及頻率。
智能微電網(wǎng)控制保護(hù)系統(tǒng)收集分析全微電網(wǎng)運(yùn)行信息，提供并網(wǎng)、離網(wǎng)兩種控制策略，對(duì)微電網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一控制、統(tǒng)一保護(hù)，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的功率平衡協(xié)調(diào)控制及經(jīng)濟(jì)調(diào)度運(yùn)行。通過快速潮流分析及暫態(tài)穩(wěn)控保護(hù)策略，對(duì)分布式電源、功率型及能量型儲(chǔ)能、微燃機(jī)及負(fù)荷進(jìn)行快速調(diào)控，解決微電網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行時(shí)的暫態(tài)穩(wěn)定性問題，避免并網(wǎng)狀態(tài)切換到離網(wǎng)狀態(tài)、負(fù)荷劇烈變化等情況可能引起的電壓和頻率的劇烈震蕩，提高新能源滲透比。
綜上所述，本實(shí)用新型通過交直流母線并存的混合型微電網(wǎng)，配置超級(jí)電容等多種類型的儲(chǔ)能系統(tǒng)，引入微燃機(jī)作為微電網(wǎng)的電源支撐并結(jié)合溴化鋰裝置形成冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)，通過先進(jìn)的技術(shù)和智能控制保護(hù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整個(gè)智能微電網(wǎng)的安全可靠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，解決了以下問題：
1）采用直流母線1對(duì)分布式電源進(jìn)行統(tǒng)一匯流，可有效降低逆變諧波影響及特性差異，有利于能量平衡控制，提高微電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的可靠性。
2）在分布式電源高滲透比下，通過直流母線1供電，可以對(duì)暫態(tài)過程進(jìn)行有效控制，提高供電的連續(xù)性、可靠性。
3）在分布式電源高滲透比下，對(duì)穩(wěn)態(tài)情況下電壓電流的振蕩失穩(wěn)起到抑制作用（可抑制次同步振蕩）。
4）通過功率型超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)的快速的充放電作用，來抑制分布式電源引起的功率波動(dòng)、負(fù)荷波動(dòng)及電網(wǎng)電壓頻率波動(dòng)，輔助進(jìn)行微電網(wǎng)的電壓、頻率調(diào)節(jié)。
5）通過分區(qū)域設(shè)置的能量型儲(chǔ)能系統(tǒng)，儲(chǔ)存微電網(wǎng)多余電量、平衡分布式發(fā)電的間歇性，與超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)配合，在智能微電網(wǎng)控系統(tǒng)系的統(tǒng)一協(xié)調(diào)下保證微電網(wǎng)的安全可靠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
6）通過微燃機(jī)作為微電網(wǎng)的電源支撐，回收余熱余氣進(jìn)行制冷制熱，解決區(qū)域供冷供熱問題。
7）滿足特定用戶的供電服務(wù)需求（如：為交流電機(jī)的變頻驅(qū)動(dòng)裝置，直接提供DC537V-678V直流電源，省去變頻驅(qū)動(dòng)裝置的AC/DC整流裝置）。
8）采用直流母線方式，避免間歇式電源對(duì)電網(wǎng)安全、電能質(zhì)量的直接影響。
以上所述本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同一種高滲透比冷熱電三聯(lián)供混合型智能微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。