本發(fā)明屬于微電網(wǎng)技術(shù)及柔性直流輸電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種社區(qū)配網(wǎng)供電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來，在社區(qū)配網(wǎng)領(lǐng)域，隨著分布式電源接入量的不斷增大，電動汽車不斷增加以及可控負(fù)荷的增多，使得傳統(tǒng)配電網(wǎng)面臨許多挑戰(zhàn)。典型社區(qū)配電網(wǎng)絡(luò)存在以下問題：1)某段負(fù)荷較輕的母線(例如工作日的白天)對應(yīng)的主變工作在輕載或空載狀態(tài)，效率較低；2)當(dāng)兩段低壓母線的總負(fù)荷超過單臺主變?nèi)萘繒r(shí)，此時(shí)由于某路進(jìn)線失電或主變故障導(dǎo)致母聯(lián)開關(guān)合上，極易造成單臺主變過載甚至過流跳閘，造成故障擴(kuò)大；3)隨著社區(qū)電動汽車數(shù)量的增加，新增較多的充電樁或充電機(jī)，功率都在50kw以上，充電樁或充電機(jī)等短時(shí)大功率沖擊性負(fù)載的投入易造成配變過載。為了解決這些問題，傳統(tǒng)的電網(wǎng)已逐漸從被動模式轉(zhuǎn)向主動模式，其中利用柔性直流輸電技術(shù)形成交直流混合配電系統(tǒng)，同時(shí)再合理配備一定容量的儲能，將成為社區(qū)配電網(wǎng)發(fā)展的有效途徑。

傳統(tǒng)社區(qū)配網(wǎng)一般為閉環(huán)設(shè)計(jì)，開環(huán)運(yùn)行。社區(qū)配網(wǎng)改造中既要考慮成本因素又要考慮供電可靠方面。因此，在不增加配變?nèi)萘亢凸╇娋€路結(jié)構(gòu)的條件下，通過增加電力電子變換器和儲能設(shè)備，利用柔性直流輸電技術(shù)實(shí)現(xiàn)多電源之間的相互支援，形成多電源的柔性合環(huán)運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的，在于提供一種社區(qū)配網(wǎng)供電系統(tǒng)。很好的解決上述的傳統(tǒng)社區(qū)配網(wǎng)中存在的問題，通過柔性互聯(lián)，提高供電可靠性；同時(shí)配網(wǎng)改造成本低，建設(shè)周期短；易于現(xiàn)場安裝。

為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明的解決方案如下：一種社區(qū)配網(wǎng)供電系統(tǒng)，其特征在于：包括n個(gè)配網(wǎng)供電電源、n段交流母線、n個(gè)或(n-1)個(gè)交流母聯(lián)開關(guān)、n臺雙向dc/ac變換器、1段直流母線、以及接入直流母線的儲能系統(tǒng)；所述n個(gè)配網(wǎng)供電電源分別接入n段交流母線；所述n段交流母線可以通過(n-1)個(gè)母聯(lián)開關(guān)依次連接；所述n個(gè)雙向dc/ac變換器的ac端分別接n段交流母線，dc端接入同一直流母線；所述儲能系統(tǒng)中儲能電池通過雙向dc/dc變換器接入直流母線；其中，n為整數(shù)且n≥2。

上述方案中：所社區(qū)配網(wǎng)供電系統(tǒng)中所有配網(wǎng)供電電源和儲能電池，都是通過電力電子變換器在直流母線實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。

上述方案中：所述社區(qū)配網(wǎng)供電系統(tǒng)既可以工作于并網(wǎng)運(yùn)行模式，也可以工作于離網(wǎng)運(yùn)行模式。

上述方案中：并網(wǎng)運(yùn)行模式分為以下兩種情況：

1)低負(fù)荷：社區(qū)用電負(fù)荷低時(shí)，只啟用一個(gè)配網(wǎng)供電電源，閉合所有母聯(lián)開關(guān)，同時(shí)運(yùn)行供電電源所連接的雙向dc/ac變換器以及直流母線連接的儲能系統(tǒng)；僅通過一個(gè)配網(wǎng)供電電源和儲能系統(tǒng)給所有負(fù)荷供電，減小多電源供電時(shí)的空載損耗；

2)高負(fù)荷：社區(qū)用電負(fù)荷高時(shí)，啟動兩個(gè)或兩個(gè)以上配網(wǎng)供電電源，任意兩個(gè)啟動的電源間的1個(gè)母聯(lián)開關(guān)處于分位，同時(shí)運(yùn)行供電電源所連接的雙向dc/ac變換器以及直流母線連接的儲能系統(tǒng)；通過直流母線互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)交流母線間的柔性合環(huán)運(yùn)行；通過調(diào)節(jié)雙向dc/ac變換器輸出功率，使母線間潮流合理流動，實(shí)現(xiàn)母線之間功率相互支援，平衡各配網(wǎng)供電電源的功率。

上述方案中：離網(wǎng)運(yùn)行模式分為以下兩種情況

1)低負(fù)荷：社區(qū)用電負(fù)荷低于儲能系統(tǒng)功率限額時(shí)，儲能系統(tǒng)單獨(dú)給負(fù)荷供電；

2)高負(fù)荷：社區(qū)用電負(fù)荷高于儲能系統(tǒng)功率限額時(shí)，儲能系統(tǒng)啟動保護(hù)功能，對應(yīng)電力電子變換器閉鎖；

上述方案中：所社區(qū)配網(wǎng)供電系統(tǒng)在電力電子變換器故障或檢修時(shí)，整套基于直流互聯(lián)的柔直供電系統(tǒng)可以退出運(yùn)行，社區(qū)配網(wǎng)供電系統(tǒng)恢復(fù)傳統(tǒng)供電運(yùn)行方式。

本發(fā)明的有益效果是：

1)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，社區(qū)用電負(fù)荷低，通過一個(gè)配網(wǎng)供電電源和儲能系統(tǒng)給所有負(fù)荷供電，減小多線路供電時(shí)的空載損耗。

2)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，社區(qū)用電負(fù)荷高，啟動兩個(gè)或兩個(gè)以上配網(wǎng)供電電源，同時(shí)運(yùn)行供電電源所連接的雙向dc/ac變換器以及直流母線連接的儲能系統(tǒng)，通過直線母線互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)交流母線間的柔性合環(huán)運(yùn)行，達(dá)到潮流靈活分配控制效果，同時(shí)儲能系統(tǒng)的接入也增加供電的可靠性。

3)離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，根據(jù)社區(qū)用電負(fù)荷的大小，儲能系統(tǒng)可以保護(hù)閉鎖，也可以單獨(dú)給負(fù)荷供電，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷不停電運(yùn)行。

4)本發(fā)明有效的結(jié)合社區(qū)配網(wǎng)的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，保留原有配網(wǎng)供電電源和交流母線等，通過增加電力電子變換器，有效的解決了配變長期負(fù)荷較低、電動汽車充電短時(shí)過負(fù)荷、電能質(zhì)量和供電可靠性等問題。整個(gè)改造方案施工方便，成本低廉，可靠性高，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了智能化管理。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)拓?fù)涫疽鈭D；

圖2為本發(fā)明在低負(fù)荷并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的一種拓?fù)涫疽鈭D；

圖3為本發(fā)明在高負(fù)荷并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的一種拓?fù)涫疽鈭D；

圖4為本發(fā)明在離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的一種拓?fù)涫疽鈭D。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。

如圖1所示，本發(fā)明公開了一種社區(qū)配網(wǎng)供電系統(tǒng)，包括n個(gè)配網(wǎng)供電電源、n段交流母線、n個(gè)或(n-1)個(gè)交流母聯(lián)開關(guān)、n臺雙向dc/ac變換器、1段直流母線、以及接入直流母線的儲能系統(tǒng)；所述n個(gè)配網(wǎng)供電電源分別接入n段交流母線；所述n段交流母線可以通過(n-1)個(gè)母聯(lián)開關(guān)依次連接；所述n個(gè)雙向dc/ac變換器的ac端分別接n段交流母線，dc端接入同一直流母線；所述儲能系統(tǒng)中儲能電池通過雙向dc/dc變換器接入直流母線；其中，n為整數(shù)且n≥2；每個(gè)雙向dc/ac變換器通過交流電纜接入對應(yīng)的交流母線，通過直流電纜共同接入直流母線，因此所有交流母線也可以通過雙向dc/ac變換器柔性互聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)分區(qū)相互支援，潮流合理分配；儲能電池通過雙向dc/dc變換器接入直流母線，可以實(shí)現(xiàn)儲能電池的充放電管理，根據(jù)能量管理系統(tǒng)下發(fā)的指令進(jìn)行削峰填谷。

為了說明方便，以下令n＝4，(n-1)個(gè)母聯(lián)開關(guān)。如圖2所示，低負(fù)荷時(shí)，配網(wǎng)供電電源1開關(guān)合上，電源2、3、4開關(guān)斷開，母聯(lián)1、2、3合上，雙向dc/ac變換器1投入運(yùn)行，雙向dc/ac變換器2、3、4處于待機(jī)狀態(tài)，儲能系統(tǒng)正常投入運(yùn)行。由于儲能系統(tǒng)的存在，保障了供電可靠性；同時(shí)停運(yùn)配變2、3、4，減小了系統(tǒng)的空載損耗。

如圖3所示，高負(fù)荷時(shí)，配網(wǎng)供電電源1、2、3、4開關(guān)合上，母聯(lián)1、2、3斷開，雙向dc/ac變換器1、2、3、4均投入運(yùn)行，儲能系統(tǒng)正常投入運(yùn)行。這樣四段交流母線通過雙向dc/ac變換器柔性互聯(lián)，根據(jù)能量管理系統(tǒng)進(jìn)行潮流的合理分配；當(dāng)一路配網(wǎng)供電電源故障時(shí)，儲能系統(tǒng)可以短時(shí)過載運(yùn)行專供故障分區(qū)，同時(shí)根據(jù)需要由另一分區(qū)進(jìn)行功率支援，保證電力供應(yīng)的安全連續(xù)。

如圖4所示，由于電網(wǎng)故障等因素導(dǎo)致系統(tǒng)離網(wǎng)運(yùn)行，配網(wǎng)供電電源1、2、3、4開關(guān)斷開，母聯(lián)1、2、3斷開，雙向dc/ac變換器1、2、3、4均投入運(yùn)行，儲能系統(tǒng)正常投入運(yùn)行。此時(shí)，儲能系統(tǒng)支撐直流母線，儲能電池放電，四段交流母線分別通過對應(yīng)的雙向dc/ac變換器繼續(xù)正常運(yùn)行。待故障消除后，依據(jù)負(fù)荷情況，合上相應(yīng)的配網(wǎng)開關(guān)，進(jìn)入并網(wǎng)運(yùn)行模式。

以上實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。