Page 11 - 电力与能源2022年第四期

徐立波, 等: 基于能量路由器的多站融合工程交直流配电系统 2 1
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流微电网模式。 压器对应的能量路由器处于逆变模式, 控制向交流
表 1 交直流配网系统运行模式 侧逆变的功率, 以均衡两台配电变压器的负载率。
运行模式 交流进线情况 负荷情况 储能 DC / DC 变换器工作在功率控制模式。
两 路 交 流 进 线 正 常 两 段 交 流 母 线 负 荷 3.3.3 交流单电源模式
常规交流供电
供电 均衡
当交流系统其中一回路进线失电时, 系统进
两 路 交 流 进 线 正 常 两 段 交 流 母 线 负 荷
直流柔性互济 入交流单电源模式。失电配电变压器对应的能量
供电 不均衡
一 路 交 流 进 线 正 常 路由器断开与交流电网的连接, 直流系统正常运
一 路 交 流 进 线 可 带
交流单电源 供电, 另 一 路 交 流 进 两段交流母线负荷 行; 另一台能量路由器处于整流模式, 控制直流
线故障
直流微电网 两路交流进线均故障 无重要交流负荷 750V 母线电压。储能 DC / DC 变换器工作在功
有重要 交 流 负 荷, 需 率控制模式。待交流系统进线恢复供电后, 恢复
应急直流逆变 两路交流进线均故障
应急供电
至常规交流供电模式。
3.3 能 量 路 由 器 和 储 能 DC / DC 变 换 器 控 制 3.3.4 直流微电网模式
模式 当交流系统两回路进线均失电且交流系统无
系统不同运行模式下的能量 路 由 器 和 储 能 需应急供电时, 系统进入直流微电网模式。两台
DC / DC 变换器控制模式如表 2 所示。 能量路由器均断开与交流电网的连接, 直流系统
表 2 能量路由器和储能 DC / DC 变换器控制模式 正常运行。储能 DC / DC 变换器工作在电压控制
1 号能量 2 号能量 储能 DC / DC 模式, 控制直流 750V 母线电压。两台能量路由
运行模式 路由器 路由器 变换器 器控 制 连 接 的 直 流 375 V 及 以 下 的 各 段 母 线
控制模式 控制模式 控制模式
电压。
直 流 750 V 母 直 流 750 V 母
常规交流
线电 压 控 制 整 线功 率 控 制 整 功率控制 3.3.5 应急直流逆变模式
供电
流模式 流模式
当交流系统两回路进线均失电且交流系统需
直 流 750 V 母 直 流 750 V 母
直流柔性 线电 压 控 制 整 线功 率 控 制 逆 功率控制 要应急供电时, 系统进入应急直流逆变模式。储
互济
流模式 变模式 能 DC / DC 变换器工作在电压控制模式, 控制直
直 流 750 V 母 交流 侧 与 电 网 流750V 母线电压。两台能量路由器与交流电网
交流单电源 线电 压 控 制 整 断 开,直 流 系 功率控制
流模式 统正常运行 保持连接, 由直流系统逆变向交流侧供电。两台
交流 侧 与 电 网 交流 侧 与 电 网 能量路由器需同时控制连接的交流380V 和直流
直流微电网 断 开,直 流 系 断 开,直 流 系 电压控制 375V 及以下的各段母线电压。
统正常运行 统正常运行
需要注意的是, 直流微电网模式和应急直流
直流 系 统 正 常 直流 系 统 正 常
运 行,直 流 系 运 行,直 流 系 逆变模式下, 需确保储能 DC / DC 变换器具备足
应急直流逆变 电压控制
统向 交 流 侧 供 统向 交 流 侧 供 够的电能变换容量, 其应大于接入的所有交直流
电, 逆变模式 电, 逆变模式
负载, 才能支撑各级交直流母线电压, 确保系统
3.3.1 常规交流供电模式 稳定。
常规模式下, 两台能量路由器均处于整流模 此外, 若要实现重要负荷在并离网切换过程
式, 由交流系统向直流系统配电。两台能量路由 中不间断供电, 即直流微电网模式与其他模式间
器采用主从控制: 主设备控制直流 750V 母线电 的切换, 需要在 10ms内通过对能量路由器交流
压; 从设备控制交流向直流侧输出的功率, 平衡两 侧并 网 开 关 的 快 速 精 确 控 制,以 实 现 无 缝
台能量路由器的负载率。储能 DC / DC 变换器工 切换 [ 25 ] 。

作在功率控制模式。 3.4 储能 DC / DC 变换器控制策略
3.3.2 直流柔性互济模式 系统不同运行模式下, 储能 DC / DC 变换器
当交流系统中的其中一台配电变压器重载, 另 的工作模式分为功率控制和电压控制两种, 其控
一台配电变压器轻载时, 系统将运行在直流柔性互 制策略流程如图 4 所示。
济模式。轻载配电变压器对应的能量路由器处于 当储 能 DC / DC 变 换 器 工 作 在 功 率 控 制 模
整流模式, 控制直流 750V 母线电压; 重载配电变 式, 且光伏发电量大于750V 直流负荷时: 若此时