全文摘要
本申请公开一种交直流混合配电系统，包括连接于直流母线的直流供电电源设备，以及用于连接在第一交流母线环形回路与第二交流母线环形回路之间的直流配电设备；直流配电设备包括第一交直流转换装置和第二交直流转换装置；第一交直流转换装置的第一端连接直流母线，第二端连接第一交流母线环形回路；第二交直流转换装置的第一端连接直流母线，第二端连接第二交流母线环形回路。本申请能够实现第一交流母线环形回路和第二交流母线环形回路实现的闭环接线及闭环运行，进而实现交直流混合配电，提高了供电可靠性。
主设计要求
1.一种交直流混合配电系统，其特征在于，包括连接于直流母线的直流供电电源设备，以及用于连接在第一交流母线环形回路与第二交流母线环形回路之间的直流配电设备；所述直流配电设备包括第一交直流转换装置和第二交直流转换装置；所述第一交直流转换装置的第一端连接所述直流母线，第二端连接所述第一交流母线环形回路；所述第二交直流转换装置的第一端连接所述直流母线，第二端连接所述第二交流母线环形回路。
设计方案
1.一种交直流混合配电系统，其特征在于，包括连接于直流母线的直流供电电源设备，以及用于连接在第一交流母线环形回路与第二交流母线环形回路之间的直流配电设备；
所述直流配电设备包括第一交直流转换装置和第二交直流转换装置；所述第一交直流转换装置的第一端连接所述直流母线，第二端连接所述第一交流母线环形回路；所述第二交直流转换装置的第一端连接所述直流母线，第二端连接所述第二交流母线环形回路。
2.根据权利要求1所述的交直流混合配电系统，其特征在于，所述第一交直流转换装置包括第一换流器、第一断路器和第二断路器；
所述第一断路器的一端连接所述第一换流器的交流端，另一端连接所述第一交流母线环形回路；
所述第二断路器的一端连接所述第一换流器的直流端，另一端连接所述直流母线。
3.根据权利要求1所述的交直流混合配电系统，其特征在于，所述第二交直流转换装置包括第二换流器、第三断路器和第四断路器；
所述第三断路器的一端连接所述第二换流器的交流端，另一端连接所述第二交流母线环形回路；
所述第四断路器的一端连接所述第二换流器的直流端，另一端连接所述直流母线。
4.根据权利要求1所述的交直流混合配电系统，其特征在于，还包括第三换流器和交流供电电源设备；
所述第三换流器的交流端连接所述交流供电电源设备，直流端连接所述直流母线。
5.根据权利要求4所述的交直流混合配电系统，其特征在于，所述交流供电电源设备为分布式天然气发电设备。
6.根据权利要求4所述的交直流混合配电系统，其特征在于，所述第三换流器为整流器。
7.根据权利要求1所述的交直流混合配电系统，其特征在于，
所述直流配电设备用于通过所述第一交流母线环形回路、连接第一变电站的交流母线，通过所述第二交流母线环形回路、连接第二变电站的交流母线。
8.根据权利要求7所述的交直流混合配电系统，其特征在于，
所述第一变电站为220KV变电站或110KV变电站；
所述第二变电站为220KV变电站或110KV变电站。
9.根据权利要求1至8任意一项所述的交直流混合配电系统，其特征在于，所述直流供电电源设备包括以下设备的任意一种或任意组合：分布式光伏发电设备和分布式储能设备。
10.根据权利要求1至8任意一项所述的交直流混合配电系统，其特征在于，所述第一交流母线环形回路的交流母线为20KV交流母线，所述第二交流母线环形回路的交流母线为20KV交流母线；
或
所述第一交流母线环形回路的交流母线为10KV交流母线，所述第二交流母线环形回路的交流母线为10KV交流母线。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及配电网技术领域，特别是涉及一种交直流混合配电系统。
背景技术
智能电网自提出以来得到了广泛认同以及应用，发展智能电网已成保障能源安全、应对气候变化、保护自然环境、实现可持续发展的重要共识。配电环节是智能电网建设的重要环节之一。智能配电网的建设，一方面要满足供电需求，提高供电可靠性；另一方面要满足分布式电源和多元负荷的灵活接入要求。
在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：传统的配电网有部分采用“花瓣”型接线方式实现配电。其中，“花瓣”型接线方式指的是以变电站为中心的“花瓣”型接线，由一个变电站的一段母线引出的一条出线环接多个配电站后，再回到本站的同一段母线，由此构成一个“花瓣”。而传统的“花瓣”型接线配电网的同一个“花瓣”上供电的配电站仅能由一个变电站的同一段母线供电，难以实现不同变电站的“花瓣”合环运行，供电可靠性低。
实用新型内容
基于此，有必要针对传统的“花瓣”型接线配电网供电可靠性低的问题，提供一种交直流混合配电系统。
为了实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种交直流混合配电系统，包括连接于直流母线的直流供电电源设备，以及用于连接在第一交流母线环形回路与第二交流母线环形回路之间的直流配电设备；
直流配电设备包括第一交直流转换装置和第二交直流转换装置；第一交直流转换装置的第一端连接直流母线，第二端连接第一交流母线环形回路；第二交直流转换装置的第一端连接直流母线，第二端连接第二交流母线环形回路。
在其中一个实施例中，第一交直流转换装置包括第一换流器、第一断路器和第二断路器；
第一断路器的一端连接第一换流器的交流端，另一端连接第一交流母线环形回路；
第二断路器的一端连接第一换流器的直流端，另一端连接直流母线。
在其中一个实施例中，第二交直流转换装置包括第二换流器、第三断路器和第四断路器；
第三断路器的一端连接第二换流器的交流端，另一端连接第二交流母线环形回路；
第四断路器的一端连接第二换流器的直流端，另一端连接直流母线。
在其中一个实施例中，还包括第三换流器和交流供电电源设备；
第三换流器的交流端连接交流供电电源设备，直流端连接直流母线。
在其中一个实施例中，交流供电电源设备为分布式天然气发电设备。
在其中一个实施例中，第三换流器为整流器。
在其中一个实施例中，直流配电设备用于通过第一交流母线环形回路、连接第一变电站的交流母线，通过第二交流母线环形回路、连接第二变电站的交流母线。
在其中一个实施例中，第一变电站为220KV变电站或110KV变电站；
第二变电站为220KV变电站或110KV变电站。
在其中一个实施例中，直流供电电源设备包括以下设备的任意一种或任意组合：分布式光伏发电设备和分布式储能设备。
在其中一个实施例中，第一交流母线环形回路的交流母线为20KV交流母线，第二交流母线环形回路的交流母线为20KV交流母线；
或
第一交流母线环形回路的交流母线为10KV交流母线，第二交流母线环形回路的交流母线为10KV交流母线。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：
基于第一交直流转换装置的第一端连接直流母线，第一交直流转换装置的第二端连接第一交流母线环形回路；第二交直流转换装置的第一端连接直流母线，第二交直流转换装置的第二端连接第二交流母线环形回路；直流供电电源设备连接直流母线。在配电系统正常运行时，第一交流母线环形回路能够通过自身的交流母线进行自配电，第二交流母线环形回路能够通过自身的交流母线进行自配电，直流供电电源设备可通过第一交直流转换装置向第一交流母线环形回路配电，直流供电电源设备还可通过第二交直流转换装置向第二交流母线环形回路配电，进而第一交流母线环形回路和第二交流母线环形回路实现“闭环接线、闭环运行”；在环形回路(第一交流母线环形回路或第二交流母线环形回路)的交流母线供电出现故障时，无需倒闸操作，可通过直流配电设备相连的另一个环形回路或直流供电电源设备进行配电，实现了交直流混合配电，提高了供电可靠性。
附图说明
图1为一个实施例中交直流混合配电系统的第一结构示意图；
图2为一个实施例中交直流混合配电系统的第二结构示意图；
图3为一个实施例中交直流混合配电系统的第三结构示意图；
图4为一个实施例中交直流混合配电系统的第四结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及\/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
为了解决传统的“花瓣”型接线配电网供电可靠性低的问题，本实用新型实施例提供了一种交直流混合配电系统，图1为一个实施例中交直流混合配电系统的第一结构示意图。如图1所示，包括连接于直流母线130的直流供电电源设备110，以及用于连接在第一交流母线环形回路140与第二交流母线环形回路150之间的直流配电设备120。
直流配电设备120包括第一交直流转换装置122和第二交直流转换装置124；第一交直流转换装置122的第一端连接直流母线130，第二端连接第一交流母线环形回路140；第二交直流转换装置124的第一端连接直流母线130，第二端连接第二交流母线环形回路150。
其中，直流供电电源设备110指的是能够输出直流电的设备，例如直流供电电源设备110可以是直流发电设备。直流配电设备120指的是具有电路转换和传输等功能的设备，直流配电设备120可用来进行交流电和直流电之间的转换。第一交直流转换装置122可用来对交流电和直流电之间进行转换的装置；第二交直流转换装置124可用来对交流电和直流电之间进行转换的装置。第一交流母线环形回路140指的是从一段交流母线引出的一条出线环接多个配电站后，再回到交流母线的环形回路；第二交流母线环形回路150指的是从另一段交流母线引出的一条出线环接多个配电站后，再回到交流母线的环形回路。需要说明的是，第一交流母线环形回路140的交流母线与第二交流母线环形回路150的交流母线互不为同一段交流母线。直流母线130指的是传输直流电的母线。
具体地，基于第一交直流转换装置122的第一端连接直流母线130，第一交直流转换装置122的第二端连接第一交流母线环形回路140；第二交直流转换装置124的第一端连接直流母线，第二交直流转换装置124的第二端连接第二交流母线环形回路150；直流供电电源设备110连接直流母线130。在配电网正常运行时，第一交流母线环形回路140能够通过自身的交流母线进行配电，第二交流母线环形回路150能够通过自身的交流母线进行配电，直流供电电源设备110可通过第一交直流转换装置122向第一交流母线环形回路140配电，直流供电电源设备110还可通过第二交直流转换装置124向第二交流母线环形回路150配电，进而第一交流母线环形回路和第二交流母线环形回路实现闭环运行。在环形回路(第一交流母线环形回路140或第二交流母线环形回路150)的交流母线供电出现故障时，无需倒闸操作，可通过直流配电设备120相连的另一个环形回路进行配电，还可通过直流配电设备120相连的直流供电电源设备110进行配电。
上述交直流混合配电系统中，基于直流配电设备120连接在第一交流母线环形回路140和第二交流母线环形回路150之间，实现第一交流母线环形回路140和第二交流母线环形回路150的“闭环接线、闭环运行”，基于直流母线130分别连接直流配电设备120和直流供电电源设备110，进而直流供电电源设备110无需变换成交流电，可直接接入直流母线130，实现了交直流混合配电，提高了供电可靠性。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种交直流混合配电系统，包括连接于直流母线130的直流供电电源设备110，以及用于连接在第一交流母线环形回路140与第二交流母线环形回路150之间的直流配电设备120。直流配电设备120包括第一交直流转换装置122和第二交直流转换装置124。其中，第一交直流转换装置122包括第一换流器162、第一断路器164和第二断路器166；第一断路器164的一端连接第一换流器152的交流端，另一端连接第一交流母线环形回路140；第二断路器166的一端连接第一换流器162的直流端，另一端连接直流母线130。
其中，第一换流器162指的是能够进行交直流转换的器件；第一换流器162可以是电力换流器，例如第一换流器162可将输入的交流电转换输出直流电，还可以输入的直流电转换输出为交流电。第一断路器164和第二断路器166分别指的是能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件(包括短路条件)下的电流的开关装置。
具体地，基于第一断路器164的一端连接第一换流器162的交流端，第一断路器164的另一端连接第一交流母线环形回路140；第二断路器166的一端连接第一换流器162的直流端，第二断路器166的另一端连接直流母线130。在配电网正常运行时，第一断路器164和第二断路器166均处于闭合状态，直流供电电源设备110可将输出的直流电依次通过第二断路器166、第一换流器162和第一断路器164输出交流电至第一交流母线环形回路140中。实现直流供电电源设备110直接接入直流母线130，分别向第一交流母线环形回路140和第二交流母线环形回路150供电，同时实现第一交流母线环形回路140和第二交流母线环形回路150的闭合运行。
上述交直流混合配电系统中，通过第一断路器连接在第一交流母线环形回路和第一换流器之间，当第一交流母线环形回路发生故障时，实现隔离故障，进而不影响第二交流母线环形回路及直流供电电源设备供电；通过第二断路器连接在直流母线和第一换流器之间，当直流母线发生故障时，实现隔离故障，进而不影响第一交流母线环形回路供电；通过第一换流器连接在第一断路器和第二断路器之间，可实现交直流转换，同时当第一换流器发生故障，第一断路器和第二断路器可隔离该故障，进而不影响第一交流母线环形回路、第二交流母线环形回路以及直流母线供电，提高了系统的供电可靠性。
在一个具体的实施例中，如图2所示，第二交直流转换装置124包括第二换流器172、第三断路器174和第四断路器176；第三断路器174的一端连接第二换流器172的交流端，另一端连接第二交流母线环形回路150；第四断路器176的一端连接第二换流器172的直流端，另一端连接直流母线130。
其中，第二换流器172指的是能够进行交直流转换的器件；第二换流器172可以是电力换流器，例如第二换流器172可将输入的交流电转换输出直流电，还可以输入的直流电转换输出为交流电。第三断路器174和第四断路器176分别指的是能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件(包括短路条件)下的电流的开关装置。
具体地，基于第三断路器174的一端连接第二换流器172的交流端，第三断路器174的另一端连接第二交流母线环形回路140；第四断路器176的一端连接第二换流器172的直流端，第四断路器176的另一端连接直流母线130。在配电网正常运行时，第三断路器174和第四断路器176均处于闭合状态，直流供电电源设备110可将输出的直流电依次通过第四断路器176、第二换流器172和第三断路器174输出交流电至第二交流母线环形回路150中。实现直流供电电源设备110直接接入直流母线130，分别向第一交流母线环形回路140和第二交流母线环形回路供电150，同时实现第一交流母线环形回路140和第二交流母线环形回路150的闭合运行。
上述交直流混合配电系统中，通过第三断路器连接在第二交流母线环形回路和第二换流器之间，当第二交流母线环形回路发生故障时，实现隔离故障，进而不影响第一交流母线环形回路及直流供电电源设备供电；通过第四断路器连接在直流母线和第二换流器之间，当直流母线发生故障时，实现隔离故障，进而不影响第二交流母线环形回路供电；通过第二换流器连接在第三断路器和第四断路器之间，可实现交直流转换，同时当第二换流器发生故障，第三断路器和第四断路器可隔离该故障，进而不影响第一交流母线环形回路、第二交流母线环形回路以及直流母线供电，提高了系统的供电可靠性。
在一个实施例中，如图3所示，提供了一种交直流混合配电系统，包括连接于直流母线130的直流供电电源设备110，以及用于连接在第一交流母线环形回路140与第二交流母线环形回路150之间的直流配电设备120；还包括第三换流器160和交流供电电源设备170；第三换流器160的交流端连接交流供电电源设备170，直流端连接直流母线130。其中，直流配电设备120包括第一交直流转换装置122和第二交直流转换装置124；第一交直流转换装置122的第一端连接直流母线130，第二端连接第一交流母线环形回路140；第二交直流转换装置124的第一端连接直流母线130，第二端连接第二交流母线环形回路150。
其中，交流供电电源设备170指的是能够输出交流电的设备，例如交流供电电源设备170可以是交流发电设备。第三换流器160指的是能够进行交直流转换的器件；第三换流器160可以是电力换流器，例如第三换流器160可将输入的交流电转换输出直流电。在一个具体的实施例中，第三换流器160为整流器。
具体地，基于第三换流器160的交流端连接交流供电电源设备170，第三换流器160的直流端连接直流母线130。交流供电电源设备170可将输出的交流电通过第三换流器160的交直流转换，得到直流电，并将直流电通过直流母线130分别传输给第一交直流转换装置122和第二交直流转换装置124。进而实现交流供电电源设备170分别向第一交流母线环形回路140和第二交流母线环形回路150供电。
上述的交直流混合配电系统中，交流供电电源设备通过第三换流器接入直流母线，通过第三换流器隔绝了交流供电电源设备对配电网提供的短路电流，防止因短路电流限制影响交流供电电源设备接入的容量。
在一个具体的实施例中，交流供电电源设备为分布式天然气发电设备。
具体地，基于分布式天然气发电设备连接第三换流器的交流端，第三换流器的直流端连接直流母线，进而通过第三换流器隔绝了分布式天然气发电设备对配电网提供的短路电流，防止了因短路电流限制影响分布式天然气发电设备接入的容量。
在一个实施例中，如图4所示，提供了一种交直流混合配电系统，其中，直流配电设备用于通过第一交流母线环形回路、连接第一变电站的交流母线，通过第二交流母线环形回路、连接第二变电站的交流母线。
具体地，第一变电站的一段交流母线引出的一条出线环接多个配电站后，再回到第一变电站的同一条交流母线上，进而得到第一交流母线环形回路。第二变电站的一段交流母线引出的一条出线环接多个配电站后，再回到第二变电站的同一条交流母线上，进而得到第二交流母线环形回路。基于直流配电设备连接在第一交流母线环形回路和第二交流母线环形回路之间，能够实现第一变电站供电的第一交流母线环形回路和第二变电站供电的第二交流母线环形回路的闭环运行，提高了供电可靠性。
在一个具体的实施例中，第一变电站为220KV变电站或110KV变电站；第二变电站为220KV变电站或110KV变电站。
需要说明的是，可采用花瓣型接线方式分别得到第一交流母线环形回路和第二交流母线环形回路。
在一个实施例中，直流供电电源设备包括以下设备的任意一种或任意组合：分布式光伏发电设备和分布式储能设备。
其中，分布式储能设备可以是分布式储能的电池集装箱。
具体地，分布式光伏发电设备可直接接入直流母线；分布式储能设备可直接接入直流母线，进而分布式光伏发电设备和分布式储能设备均无需将直流电通过PCS(PowerConversion System，储能变流器)设备转换成交流电才能接入电网，减少了PCS设备的占地，节约了成本。
进一步的，如图4所示，分布式光伏发电设备和分布式储能设备分别接入直流母线，进而分布式光伏发电设备可通过第一交直流转换装置向第一交流母线环形回路配电，分布式光伏发电设备还可通过第二交直流转换装置向第二交流母线环形回路配电。分布式储能设备可通过第一交直流转换装置向第一交流母线环形回路配电，分布式储能设备还可通过第二交直流转换装置向第二交流母线环形回路配电，实现了交直流混合配电，提高了系统供电可靠性。
在一个具体的实施例中，第一交流母线环形回路的交流母线为20KV交流母线，第二交流母线环形回路的交流母线为20KV交流母线。
在一个具体的实施例中，第一交流母线环形回路的交流母线为10KV交流母线，第二交流母线环形回路的交流母线为10KV交流母线。
需要说明的是，第一交流母线环形回路的交流母线可以是第一变电站的交流母线；第二交流母线环形回路的交流母线可以是第二变电站的交流母线。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920101901.8
申请日:2019-01-21
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:81(广州)
授权编号:CN209298906U
授权时间:20190823
主分类号:H02J 5/00
专利分类号:H02J5/00
范畴分类:37C;
申请人:广州电力设计院有限公司;广州供电局有限公司
第一申请人:广州电力设计院有限公司
申请人地址:510000 广东省广州市天河区天河北林和西路广州电力设计院八楼
发明人:李文娟;唐宗顺;邱涌;许苑;林琳;郑圆;高艳娜;张云燕;熊志武
第一发明人:李文娟
当前权利人:广州电力设计院有限公司;广州供电局有限公司
代理人:黄隶凡
代理机构:44224
代理机构编号:广州华进联合专利商标代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计