[发明专利]一种电力弹簧能源消纳系统

说明书

本发明公开了一种电力弹簧能源消纳系统。本发明对当前的电力弹簧结构进行改进使其适应源荷同端的电网结构，将第一单相逆变器交流侧与宽电压负载串联，第一单相逆变器的直流侧通过双向的隔离型电力电子变压器与直流母线连接，在直流母线上汇集新能源发电装置，从而形成源荷同端的隔离型背靠背结构，在不影响分布式新能源电源发电功率的条件下，利用宽电压负载调节交流母线电压，实现安全可靠运行，在第一单相逆变器和并网变流器之间设置隔离型电力电子变压器进行隔离，能够保护电路，简化控制程序，实现对第一单相逆变器的直流电压的控制，解决了当前的源荷同端的弱网环境下，新能源消纳不足极易发生高电压台区问题且难以经济有效解决的技术问题。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种电力弹簧能源消纳系统。

背景技术

我国的配网建设取得了巨大成就，在城镇地区实现了安全可靠的配电网络。但是，在广大偏远地区，由于地理条件复杂且负荷分散，配网难以对负荷完全覆盖，形成了很多与主网连接极弱的馈线末端。

因此，现在常用新能源分布式放电设备解决偏远地区供电问题，在这些地区形成源荷同端的结构。在安装分布式发电设备时，用户从经济考虑需要尽可能多地向馈线输入功率，可是却没有足够多的负荷去消纳分布式电源的功率。并且，在偏远地区分布式发电设备通过馈线与主网形成弱连接，呈现高阻抗特性，因此，在分布式电源发电功率过多时极易发生高电压台区的问题，造成负荷设备的损坏。

为了解决在源荷同端的弱网环境下新能源消纳不足带来的高电压台区问题，行业内当前的主要解放方法为：1、从控制策略层面，在新能源升压DCDC变换器中进行MPPT控制，然后对并网变换器进行交流电压控制；2、从功率平衡层面，在DC-DC变换器输出侧并联蓄电池，通过检测新能源输出功率的大小来控制蓄电池充放电，以维持逆变器输出功率的恒定。

但是第一种方法无法从根本上解决弱网下分布式新能源发电功率的消纳问题，第二种方法虽然能够控制分布式新能源的发电功率，但是对蓄电池的储能容量的要求极大，成本极高。

因此，导致了当前的源荷同端的弱网环境下，新能源消纳不足极易发生高电压台区问题且难以经济有效解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种电力弹簧能源消纳系统，解决了当前的源荷同端的弱网环境下，新能源消纳不足极易发生高电压台区问题且难以经济有效解决的技术问题。

本发明提供了一种电力弹簧能源消纳系统，包括：第一单相逆变器、并网变流器、隔离型电力电子变压器、弹簧电容、弹簧电阻、宽电压负载、新能源发电装置、交流母线、第一直流母线和第二直流母线；

第一单相逆变器的第一交流端与弹簧电感的第一端电连接，第一单相逆变器的第二交流端分别与弹簧电容的第一端和宽电压负载的第一端电连接；

宽电压负载的第二端接地，弹簧电感的第二端和弹簧电容的第二端与交流母线电连接；

第一单相逆变器的第一直流端与隔离型电力电子变压器的第一侧的第一端电连接，第一单相逆变器的第二直流端与隔离型电力电子变压器的第一侧的第二端电连接；

隔离型电力电子变压器的第二侧的第一端与第一直流母线电连接，隔离型电力电子变压器的第二侧的第二端与第二直流母线电连接；

并网变流器的第一直流端与第一直流母线电连接，并网变流器的第二直流端与第二直流母线电连接，并网变流器的第一交流端与交流母线电连接，并网变流器的第二交流端接地；

新能源发电装置的第一输出端与第一直流母线电连接，新能源发电装置的第二输出端与第二直流母线电连接。

优选地，还包括：MPPT控制器；

MPPT控制器设置于新能源发电装置与第一直流母线和第二直流母线之间；