[实用新型]一种面向县域电网的高压多端口电力电子变压器

说明书

本实用新型公开了一种面向县域电网的高压多端口电力电子变压器，包括中压直流协调控制系统和低压直流协调控制系统；中压直流协调控制系统包括与高压交流电网连接的AC/DC双向变换器、与县域交流电网连接的第一DC/AC双向变换器、与县域电网重要供电负荷连接的第二DC/AC双向变换器、中压直流母线、以及与中压直流母线连接的储能双向DC/DC变换器、分布式电源双向DC/DC变换器和中压直流断路器；低压直流协调控制系统包括低压直流负荷DC/DC变换器、低压直流母线。本实用新型通过中压直流和低压直流协控系统，有效管控中压直流和低压直流端口能量，实现不同直流等级端口的能量就近流动，提升能量利用率。

技术领域

本实用新型属于电力电子变压器技术领域，特别涉及的是一种面向县域电网的高压多端口电力电子变压器。

背景技术

目前能源供给侧呈现绿色化，需求侧呈现电气化趋势。国内县域电网网架一般呈现电源至负荷的单一潮流模式，当供区新能源装机容量与负荷需求存在巨大差额，间隙性新能源大发由县域电网接入主网通道上送时，容易出现线路过载、通道阻滞现象。随着新能源装机容量及电动汽车等负荷的发展，县域电网将面临新能源发电的波动和间歇特性导致部分地区电网运行方式安排困难、就地消纳压力巨大等难题。

柔直技术、电力电子变压器等电力电子装备可实现电网互联互济，是实现县域电网能量智能化管控，提升县域电网‘源’‘荷’‘储’等元素灵活性流动的有效手段。已公开的发明和实用新型专利中，公开了基于电力电子变压器的家用、户用、配网馈线及变电站母线互联的电力电子变压器，但是现有技术在构成县域电网电力电子变压器供电运行和独立运行等多种应用场景时，提升县域电网重要用户负荷可靠性、减小与高压主网功率交互、提高新能源就地消纳水平等方面无法满足要求。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型提供一种面向县域电网的高压多端口电力电子变压器，提供多种不同类型的交直流端口，有效结合高压大电网、县域中低压交流电网、中压直流环网、新能源、储能、重要负荷、低压分布式电源，实现与高压交流电网连接的电力电子变压器县域交流电网运行和与高压交流主网断开的100％可变再生能源供电的孤岛运行场景，并辅以低压直流和中压直流协调控制系统，采取能量分层管控，减小县域电网新能源向高压交流电网功率上送，提升县域电网新能源的就地消纳能力，为解决目前县域电网出现源荷比例不一致提供一套解决方案。

本实用新型采用如下技术方案：

一种面向县域电网的高压多端口电力电子变压器，包括中压直流协调控制系统和低压直流协调控制系统；所述中压直流协调控制系统包括与高压交流电网连接的AC/DC双向变换器、与县域交流电网连接的第一DC/AC双向变换器、与县域电网重要供电负荷连接的第二DC/AC双向变换器、中压直流母线、以及与中压直流母线连接的储能双向DC/DC变换器、分布式电源双向DC/DC变换器和中压直流断路器，所述AC/DC双向变换器与第一DC/AC双向变换器组成背靠背换流器，用于连接与隔开高压交流电网和县域交流电网；所述低压直流协调控制系统包括低压直流负荷DC/DC变换器、低压直流母线，储能双向DC/DC变换器通过低压直流母线与所述低压直流负荷DC/DC变换器连接，低压直流负荷DC/DC变换器用于接入低压直流负荷。

进一步的，所述AC/DC双向变换器与第一DC/AC双向变换器为模块化多电平换流器结构。

进一步的，所述第二DC/AC双向变换器为模块化多电平换流器结构。

进一步的，所述储能双向DC/DC变换器和分布式电源DC/DC双向变换器为ISOP结构。

进一步的，所述低压直流负荷DC/DC变换器为IPOP结构。

进一步的，所述中压直流断路器作为中压直流微网输入/输出接口，用于提供直流环网接入接口。