CN207753465U - 一种港***直流混联配电网 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种港***直流混联配电网，属于港口配用电及配网自动化领域。本实用新型包括总降压站、分变电站或开闭站及各个配电子***，所述总降压站的多路馈线经分变电站或开闭站为各个配网子***提供交流电源，所述配电子***包括岸电子***、岸桥子***、场桥子***、用于港口电动拖车的充换电站子***、新能源子***及生产生活子***，所述各个配网子***利用交流配电变压器及AC/DC变流器构建各配电子***的直流母线，各个配电子***的直流母线之间通过直流互联保护开关进行直流互联；配电子***内部有多段直流母线的，多段直流母线之间通过直流互联保护开关进行直流互联。本实用新型能够实现港口配电网的优化供电及综合调度管控。
Description
技术领域
本实用新型属于港口配用电及配网自动化领域，具体涉及一种港***直流混联配电网。
背景技术
当前港口的用能设备主要为岸/场桥等垂直作业设备、拖车等水平作业设备、靠港船舶、辅助生产类设备及生活类设备等。目前岸/场桥已逐步开展油改电，降低了对环境影响程度及碳排放，符合绿色港口的发展定位。但是，靠港船舶及拖车大部分仍采用化石能源作为燃料，环境污染及碳排放处于较严重的状况，严重影响了港口的绿色化进程。
作为绿色港口实践的重要方面，停港船舶采用岸电进行供电、港口拖车采用电动拖车将进一步提高电能在港口用能的比例，降低污染及碳排放的比重，提高港口的绿色港口评价等级，提升港口的环境友好度、资源利用率及可持续发展能力，最终做到港口发展与资源利用、环境保护的协调统一。
港口用电负荷大部分属于二级负荷，需确保其可靠及高效供电，港口配电网通常采用交流配电网进行供电。然而，采用交流配电方式的港口配电网存在以下局限性：1、港***流配网的负荷同时率设计值偏高，造成配电设计裕度较大，配网容载比(容量与负载的比率)较大，采用基础容量电费核算的港口的基本电费较高；2、港口实际运行过程中用电同时率偏低，部分作业设备利用率低；3、随着岸电及电动拖车的推广，部分港口配电容量存在增容的需求；4、交流配电网接入和消纳光伏等新能源主要采用AC-DC-AC方式，存在不经济和多个环节的损耗；5、用电负载率低，配电变压器损耗率偏高；6、港口配电网难以进行并列运行，无法有效应对高峰用电，同时可靠性的提升面临瓶颈；7、港口配电网用电负荷大，短路故障程度严重；8、港口配电网存在一定的电能质量问题；9、电网可控性较差，潮流由回路固有阻抗决定，无法实现合理调度。
从港口设备的角度来看，还面临以下问题：1、港口作业时，大量随机性大容量冲击性负荷投入，其供电有功潮流呈现快速波动性；2、当前岸/场桥势能回馈利用***主要采用储能回馈的方式，储能投资成本高，回收期长；3、岸/场桥势能回馈利用***的回收势能需经过进出储能的环节，存在一定的变流损耗；4、现有配电变压器节能等级较低，空载损耗大的问题也较为突出。
发明内容
本实用新型的发明目的是：针对现有港口配电网面临的局限性及绿色港口的发展需求，提出一种港***直流混联配电网，以实现港口配电网的优化供电及综合调度管控，提升港口的环境友好度及资源利用率，促进绿色港口的发展。
为了实现上述发明目的，本实用新型的港***直流混联配电网，采用的技术方案是：包括总降压站、分变电站或开闭站及各个配电子***，所述总降压站的多路馈线经分变电站或开闭站为各个配网子***提供交流电源，所述配电子***包括岸电子***、岸桥子***、场桥子***、用于港口电动拖车的充换电站子***、新能源子***及生产生活子***，其特征在于：所述各个配网子***利用交流配电变压器及AC/DC变流器构建各配电子***的直流母线，各个配电子***的直流母线之间通过直流互联保护开关进行直流互联；配电子***内部有多段直流母线的，多段直流母线之间通过直流互联保护开关进行直流互联。
上述技术方案的进一步特征在于：所述配网子***中一套AC/DC变流器为一个或多个用电负载提供公共直流电源。
上述技术方案的进一步特征在于：所述岸桥子***或场桥子***为双向可控式直流势能回馈***，利用下降作业的岸桥或场桥中的起升机构的回馈势能功率向处于用电作业的其他岸桥/或场桥以及就近直流互联的配电子***供电。
上述技术方案的进一步特征在于：所述岸桥子***或场桥子***为双向集中变流式直流势能回馈***，采用整流逆变一体化且4象限运行的双向可控变流器作为AC/DC集中变流器，一套AC/DC集中变流器通过提供公共直流母线方式为多个岸桥或场桥供电，各岸桥或场桥中的DC/AC变频器并接于公共直流母线上，回馈变流器复用各岸桥或场桥中的起升机构的DC/AC变频器及各岸桥或场桥对应的AC/DC集中变流器，各岸桥或场桥就地配置光伏变流器。
上述技术方案的进一步特征在于：所述岸桥子***或场桥子***为双向就地变流式直流势能回馈***，各岸桥或场桥在配置AC/DC整流器的基础上就地安装回馈AC/DC变流器及光伏变流器，岸桥子***或场桥子***的直流母线互联，各岸桥或场桥中的DC/AC变频器并接于直流母线上。
上述技术方案的进一步特征在于：所述岸桥子***或场桥子***为双向分散变流式直流势能回馈***，采用整流逆变一体化且4象限运行的双向可控变流器作为AC/DC分散变流器，一套AC/DC分散变流器为一个岸桥或场桥提供直流母线电压，岸桥子***或场桥子***的直流母线互联，各岸桥或场桥中的 DC/AC变频器并接于直流母线上，回馈变流器复用各岸桥或场桥中的起升机构的DC/AC变频器及各岸桥或场桥对应的AC/DC分散变流器，各岸桥或场桥就地配置光伏变流器。
上述技术方案的进一步特征在于：所述用于港口电动拖车的充换电站子***，采用为公共直流侧方式，就地构建光伏发电***，光伏发电***基于分布式DC/DC变流器进行最大功率跟踪，发电功率在直流侧汇流通过直流互联线路接入充换电站子***。
上述技术方案的进一步特征在于：所述直流互联保护开关采用直流断路器加隔离开关，或者熔断器加隔离开关。
本实用新型相对于现有技术的有益效果如下：
与港口常规交流配电方式相比，本实用新型的港***直流混联配电网的有益效果主要体现在：1)常规交流配电方式采用分列运行，负荷同时率需按照规范设计，配电设计值裕度偏高。而本实用新型采用直流并列运行，各母线负荷由所有进线均衡供电，负荷同时率及配电设计值裕度可适当降低，主变及主变流器的设计容量及成本也适当降低；2)常规交流配电方式无法合环运行，而本实用新型可合环运行，有效提高配网运行方式的灵活性；3)常规交流配电方式中配电变压器长期轻载运行，效率较低。而本实用新型可利用负荷均衡技术优化配电变压器的负载率，从而提升变压器的运行效率；4)常规交流配电方式中光伏需通过DC/AC变流器并网，增加投资成本及相应损耗。而本实用新型的光伏等新能源***可复用充换电站等***的AC/DC变流器以节约投资成本，所发有功在直流侧就地消纳以降低并网环节的损耗；5)常规交流配电方式只能实现各配电子***的独立供电，无法在港口配网的层面实现区域级供电优化。而本实用新型可对各配电子***的潮流进行优化调度，从而在在港口配网的层面实现区域供电优化管控；6)本实用新型采用直流互联的方式，配网供电可靠性得到进一步的提升，可针对岸/场桥的突发性负荷实现峰谷平衡作用，提高配电利用率。
本实用新型中，双向可控式直流势能回馈***的有益效果体现在：1)常规交流配电方式的势能回馈***需针对每个岸/场桥配置一套势能回馈装置；而本实用新型构建岸/场桥的直流势能回馈***，可节约DC/DC变流器及储能的投资成本，同时避免势能功率进出储能装置的运行损耗，且该直流势能回馈***既能实现直流侧就地、就近消纳势能功率，又能控制冗余功率流入交流电网侧，在实现岸/场桥间势能回馈功率直流就地消纳的同时，实现冗余功率的回馈电网和优化调度；2)针对新建工程的集中变流式和分散变流式，回馈用AC/DC与整流供电用AC/DC复用，整流逆变一体化，有效降低了投资成本，具有较优的经济性；3)采用公共直流母线的方式，易于光伏等直流电源和直流负载的接入，光伏及回馈功率可在直流配网内就地、就近消纳，避免了势能储存和释放的双向功率损耗，效率更优；4)岸/场桥的整流功率和直流回馈功率(有功)可控，可实现更大范围配网内以效率为优先目标的优化调度；5)相比直流集中不控整流方式，分散变流式的供电可靠性更高，***中某个AC/DC变流器故障后***负荷可由剩余变流器分担，避免了集中整流变流器故障后的供电问题；6)***无DC/DC变流器，节约建设成本；7)由于直流互联及功率可控，直流供电线路可并列运行，针对新建工程，其配电设计的同时率可根据实际适当降低，从而降低配电变压器及变流器的设计容量及成本；8)由于直流回馈势能功率可控及直流并列互联运行，就地回馈式变流器的配电设计同时率可根据实际适当降低，从而降低针对改造港口时回馈用变流器的设计成本。
本实用新型中，充换电站的有益效果主要有：1)采用公共直流母线的方式，易于光伏***的接入；2)光伏***复用充换电站的AC/DC变流器，可将富余功率并入交流配网消纳，降低了光伏***的AC/DC这部分的投资成本，具有较优的建设经济性及运行经济性；3)光伏***的发电功率可在充换电站直流配网内就地消纳，避免了常规方式中DC/AC变流器的并网环节损耗，功率利用效率更优；4)充换电站直流互联，可并列及合环运行，配电设计的同时率低，配电***成本低，可在原有港区不扩容的情况下实现。
附图说明
图1为实施例1的港***直流混联配电网***架构图。
图2为实施例2的港***直流混联配电网***架构图。
图3为实施例3的港***直流混联配电网***架构图。
图4为双向集中变流式直流势能回馈***示意图。
图5为双向就地变流式直流势能回馈***示意图。
图6为双向分散变流式直流势能回馈***示意图。
图7为基于电池式电动拖车快充模式的配网子***示意图。
图8为基于电池式电动拖车换电模式的配网子***示意图。
图9为基于超级电容式电动拖车快充模式的配网子***示意图。
图10为基于滑触线供电电动拖车模式的配网子***示意图。
图11(a)为适于港***直流混联配电网的配网层级调度管控方法流程图。
图11(b)为适于港***直流混联配电网的子***层级调度管控方法流程图。
具体实施方式
下面结合实施案例及附图对本实用新型作进一步详细描述。
实施例1：
本实施例包括一种港***直流混联配电网及其综合调度管控方法，其中港***直流混联配电网，可用于现有港口绿色化升级、新建绿色港口的规划设计、港口配电网的优化及改造，综合调度管控方法则是以就地/就近直流源功率消纳、负荷均衡技术、馈能均衡技术为主体的***多层级调度管控方法，适用于本实施例的港***直流混联配电网。本实施例还分别针对新建港口和港口改造提出双向可控直流势能回馈***及其控制策略，可用于港口高效势能回馈及平衡。此外，本实施例针对四种不同电动拖车类型提出光伏配电互补的充换电站配网***，可用于港口电动拖车改造及其充换电站配网设计。
如图1所示，本实施例的港***直流混联配电网，其***架构主要由总降压所/站(图1中未直接示出)、分变电站或开闭站(图1中未直接示出)、各配电子***及交/直流线路构成。总降压站的多路馈线经分变电站或开闭站为各配网子***提供交流电源(即中压交流进线)，如开闭站可为10kV进线多路10kV 出线。各配电子***根据其实现方式及港口实际采用直流互联配电，各配电子***有机互联，从而构成港***直流混联配电网的***架构。
各配电子***根据功能定位进行分区，主要包括：岸电子***、岸桥子***、场桥子***、用于港口电动拖车的充换电站子***、新能源子***(主要为光伏***及风电***)及生产生活子***等。
各配电子***间的互联配置为直流互联配电。如图1所示，利用交流配电变压器及AC/DC变流器构建各配电子***的直流母线(DC母线)，在各配电子***(图1中的岸电***、岸桥***、充电***、场桥***、生成生活***、储能***、光伏***及风电***等)的直流母线间通过直流互联保护开关进行互联。因各配电子***的进线交流侧互联，出线直流侧互联，故可实现***的合环运行和互联并列运行。采用直流互联时，直流互联保护开关可采用直流断路器加隔离开关，或者熔断器加隔离开关的方式。
各配电子***的内部也采用直流互联供电(如图1中岸桥***中的两个岸桥的DC母线之间通过直流互联保护开关互联，又如图1中充电***中的各充电位的DC母线之间通过直流互联保护开关互联)，供电的方式主要有母线分段供电、电缆线路(含电缆卷盘)供电及滑触线供电等。直流互联供电时，直流互联保护开关可常闭，配网可实现合环及并列运行。采用直流互联供电时，直流互联保护开关可采用直流短路器加隔离开关，或者熔断器加隔离开关的方式。
各配电子***采用集中整流或分散整流方式，集中整流或分散整流方式的确定需根据配电容量、供电可靠率、效率进行综合设计。
集中整流方式是指，一套AC/DC变流器为多个用电负载(如多个场桥或多个充电位)提供公共直流电源，AC/DC变流器采用模块/设备并联方式，优势在于保障变流器效率及变压器效率，如图1中充电***中的一套AC/DC变流器为多个充电位提供公共直流电源，又如图1中场桥***中的一套AC/DC变流器为多个场桥提供公共直流电源。公共直流侧可采用直流母线分段、直流电缆卷盘、直流滑触线方式进行直流互联。
分散整流方式是指，一套AC/DC变流器为一个用电负载(如单个场桥或单个充电位)提供公共直流电源，AC/DC变流器采用单模块/模块并联方式，优势在于提高供电可靠性及灵活性、电网可控性，同时可利用负荷均衡技术实现以效率为优先目标的优化调度。公共直流侧可以采取直流母线、直流滑触线等方式进行直流互联。
需要说明的是，对于各配电子***中使用交流配电更为经济的设备，可采用现有技术中的交流配电作为直流互联配电方式的补充，如10kV/690V直接交流电缆拉到桥吊，桥吊内部还是交-直-交的结构。
本实施例中，岸桥/场桥子***为双向可控式直流势能回馈***，其工作机理为下降作业的岸桥/场桥将其起升机构的回馈势能功率向互联直流***中处于用电作业的其他岸桥/场桥、就近直流互联的配电子***供电。双向可控式直流势能回馈***的配置方案主要有3种，分别为双向集中变流式直流势能回馈***、双向就地变流式直流势能回馈***和双向分散变流式直流势能回馈***，分别如图4～图6所示(图中均以场桥为例)。
双向集中变流式直流势能回馈***，如图4所示。针对新建港口，AC/DC 集中变流器采用双向可控变流器(整流逆变一体化，4象限运行)提供公共直流电压，一套AC/DC集中变流器通过提供公共直流母线方式为多个岸桥/场桥供电，岸桥/场桥中各DC/AC变频器并接于直流母线上，回馈变流器复用起升机构的 DC/AC变频器及AC/DC集中变流器。每个岸桥/场桥还可就地配置光伏变流器 (图4中未示出)。
双向就地变流式直流势能回馈***，如图5所示。针对现有港口进行改造，由于现有港口已建AC/DC整流器(主要为不控整流)，因此在每个岸桥/场桥上各自安装回馈AC/DC变流器及光伏变流器，直流侧通过母线、电缆卷盘或直流滑触线进行互联。
双向分散变流式直流势能回馈***，如图6所示。针对新建港口，AC/DC 分散变流器采用双向可控变流器(整流逆变一体化，4象限运行)，一套AC/DC 分散变流器为一个岸桥/场桥提供直流母线电压，岸桥/场桥中各DC/AC变频器并接于直流母线上，回馈变流器复用起升机构的DC/AC变频器及AC/DC分散变流器。每个岸桥/场桥就地配置光伏变流器。
双向可控式直流势能回馈***的基本调度策略为：首先，光伏功率及直流回馈势能功率基于直流母线在直流配网***内进行就地消纳和就近消纳(临近配电子***)；其次，光伏功率及直流回馈势能功率大于需求功率时，多余的势能功率通过AC/DC变流器从直流侧流向交流配电网侧，否则，缺额通过AC/DC 变流器从交流配电网侧流向直流负载侧。
本实施例中，港口电动拖车所用的充换电站子***为公共直流侧方式，在散货码头等具备光伏建设条件的场所构建光伏发电***，光伏发电***基于分布式DC/DC变流器进行最大功率跟踪(MPPT)，发电功率在直流侧汇流通过直流互联线路接入充换电站。针对不同电动拖车类型，充换电站子***包括四种形式，分别如下：
电池式电动拖车快充***，如图7所示。电动拖车电池在达到电量底线后驶入充电站进行充电，充换电站中AC/DC变流器采用双向可控集中式变流器(整流逆变一体化，4象限运行)提供公共直流母线，为并接其上的多个电动拖车用 DC/DC充电位供电。
电池式电动拖车换电***，如图8所示。电动拖车电池在达到电量底线后驶入充换电站利用换电手臂进行电池更换，充换电站中AC/DC变流器采用双向可控集中式变流器(整流逆变一体化，4象限运行)提供公共直流母线，为并接其上的多个电池用DC/DC充电位供电。
超级电容式电动拖车快充***，如图9所示。超级电容电动拖车在到达指定充电位置时进行快充，充换电站中AC/DC变流器采用双向可控集中式变流器 (整流逆变一体化，4象限运行)提供公共直流母线，为超级电容电动拖车提供短时大功率充电功率。
混合式电动拖车滑触线供电***，如图10所示。充换电站中AC/DC变流器采用双向可控集中式变流器(整流逆变一体化，4象限运行)提供公共直流滑触线，为采用超级电容及辅助电池的混合式电动拖车提供驱动功率及备用充电功率。
本实施例，针对上述港***直流混联配电网，按港口配电网层级和子***层级两个层级进行综合调度管控，该方法基于负荷均衡技术、馈能均衡技术，以及直流就地、就近消纳技术，可实现电能在港区内充换电站、岸/场桥、岸电、光伏电站等之间的优化调度和高效流动。
在港口配电网层级，优先根据就近原则在直流侧消纳各配电子***的光伏功率、直流回馈势能功率等直流源功率，当直流源功率大于实际需求功率时，通过控制AC/DC变流器将富余有功功率从直流侧流向交流配网侧，否则，通过控制AC/DC变流器将缺额有功功率从交流配网侧流向直流侧，其步骤如图11 (a)所示。具体而言：
首先计算各配电子***的富余功率P源及负荷Pload。对于富余功率P源与其负荷Pload之差小于等于0的配电子***，则采用就地平衡策略，根据就近原则在直流侧消纳各配电子***的光伏功率、直流回馈势能功率等直流源功率，此时无转供有功。
对于富余功率P源与其负荷Pload之差大于0的配电子***，则进一步计算互联的各配电子***的实际需求功率P需求，并判断配电子***的富余功率P源与负荷Pload之差是否小于等于实际需求功率P需求，如果是，则通过控制AC/DC变流器将缺额有功功率从交流配网侧流向直流侧，采用以就近原则控制转供有功流向其他配电子***，并利用负荷均衡优化各配电子***从交流侧流向直流侧的有功潮流，否则，则利用负荷均衡将P源-Pload-P需求的值向电网侧输送，即通过控制AC/DC变流器将富余有功功率从直流侧流向交流配网侧。
在子***层级，以场桥为例，各直流供电线路以互联并列方式运行，优先根据就地/就近原则在直流侧消纳各场桥的光伏功率、直流回馈势能功率等直流源功率，当直流源功率大于负荷时，通过馈能均衡控制AC/DC变流器将富余有功功率从直流侧流向交流侧；否则，通过负荷均衡控制AC/DC变流器将缺额有功功率从交流侧流向直流侧，其步骤如图11(b)所示。具体而言：
首先，计算配电子***的光伏功率Ppv及直流回馈势能功率P势能，并判断光伏功率Ppv及直流回馈势能功率P势能之和是否大于负荷Pload，如果是，则根据就地原则及就近原则在直流侧消纳光伏功率Ppv及直流回馈势能功率P势能之和中负荷Pload的部分，并利用馈能均衡将Ppv+P势能-Pload的值向电网侧输送，即通过控制AC/DC变流器将富余有功功率从直流侧流向交流配网侧，输送过程中如遇到 AC//DC变流器故障，则将直流回馈势能通过电阻消耗或者停回馈。
如果光伏功率Ppv及直流回馈势能功率P势能之和不大于负荷Pload，则根据就地原则及就近原则在直流侧消纳光伏功率Ppv及直流回馈势能功率P势能，并利用负荷均衡将Pload-Ppv-P势能的值由电网侧向直流侧输送，即通过控制AC/DC变流器将缺额有功功率从交流侧流向直流侧。
由于集中/分散变流方式为多个AC/DC变流器提供多段直流母线，各直流供电线路以互联并列方式运行，其多个AC/DC变流器之间需协调稳定直流电压的控制策略及潮流调度。为此，各配网子***中AC/DC变流器采用基于多端下垂控制的负荷均衡/馈能均衡，即各AC/DC变流器采用有功-直流电压的分布式下垂控制策略，在无需负荷功率计算/馈能功率计算的情况下，将各站实时配电功率进行叠加计算及优化比例分配，得到下垂控制的有功目标值，从而使各站在控制直流电压的基础上实现有功功率的均衡控制。
与港口常规交流配电方式相比，本实施例的港***直流混联配电网的功能优势主要体现在：1)常规交流配电方式采用分列运行，负荷同时率需按照规范设计，配电设计值裕度偏高。而本实施例采用直流并列运行，各母线负荷由所有进线均衡供电，负荷同时率及配电设计值裕度可适当降低，主变及主变流器的设计容量及成本也适当降低；2)常规交流配电方式无法合环运行，而本实施例可合环运行，有效提高配网运行方式的灵活性；3)常规交流配电方式中配电变压器长期轻载运行，效率较低。而本实施例可利用负荷均衡技术优化配电变压器的负载率，从而提升变压器的运行效率；4)常规交流配电方式中光伏需通过DC/AC变流器并网，增加投资成本及相应损耗。而本实施例的光伏等新能源***可复用充换电站等***的AC/DC变流器以节约投资成本，所发有功在直流侧就地消纳以降低并网环节的损耗；5)常规交流配电方式只能实现各配电子***的独立供电，无法在港口配网的层面实现区域级供电优化。而本实施例可对各配电子***的潮流进行优化调度，从而在在港口配网的层面实现区域供电优化管控；6)本实施例采用直流互联的方式，配网供电可靠性得到进一步的提升，可针对岸/场桥的突发性负荷实现峰谷平衡作用，提高配电利用率。
本实施例中，双向可控式直流势能回馈***的最突出特征和优势为：1)常规交流配电方式的势能回馈***需针对每个岸/场桥配置一套势能回馈装置；而本实施例构建岸/场桥的直流势能回馈***，可节约DC/DC变流器及储能的投资成本，同时避免势能功率进出储能装置的运行损耗，且该直流势能回馈***既能实现直流侧就地、就近消纳势能功率，又能控制冗余功率流入交流电网侧，在实现岸/场桥间势能回馈功率直流就地消纳的同时，实现冗余功率的回馈电网和优化调度；2)针对新建工程的集中变流式和分散变流式，回馈用AC/DC与整流供电用AC/DC复用，整流逆变一体化，有效降低了投资成本，具有较优的经济性；3)采用公共直流母线的方式，易于光伏等直流电源和直流负载的接入，光伏及回馈功率可在直流配网内就地、就近消纳，避免了势能储存和释放的双向功率损耗，效率更优；4)岸/场桥的整流功率和直流回馈功率(有功)可控，可实现更大范围配网内以效率为优先目标的优化调度；5)相比直流集中不控整流方式，分散变流式的供电可靠性更高，***中某个AC/DC变流器故障后***负荷可由剩余变流器分担，避免了集中整流变流器故障后的供电问题；6)***无DC/DC变流器，节约建设成本；7)由于直流互联及功率可控，直流供电线路可并列运行，针对新建工程，其配电设计的同时率可根据实际适当降低，从而降低配电变压器及变流器的设计容量及成本；8)由于直流回馈势能功率可控及直流并列互联运行，就地回馈式变流器的配电设计同时率可根据实际适当降低，从而降低针对改造港口时回馈用变流器的设计成本。
本实施例中，针对4种电动拖车的充换电站优势主要有：1)采用公共直流母线的方式，易于光伏***的接入；2)光伏***复用充换电站的AC/DC变流器，可将富余功率并入交流配网消纳，降低了光伏***的AC/DC这部分的投资成本，具有较优的建设经济性及运行经济性；3)光伏***的发电功率可在充换电站直流配网内就地消纳，避免了常规方式中DC/AC变流器的并网环节损耗，功率利用效率更优；4)充换电站直流互联，可并列及合环运行，配电设计的同时率低，配电***成本低，可在原有港区不扩容的情况下实现。
实施例2：
本实用新型的另一个实施例，其***架构如图2所示，其大部分的技术内容和实施例1中的相关部分基本相似。区别在于，在其充电***中，采用多个 AC/DC变流器共用一个配电变压器方式。
实施例3：
本实用新型的另一个实施例，其***架构如图3所示，其大部分的技术内容和实施例1中的相关部分基本相似，其配电子***主要包含岸电***、岸桥***、场桥***、采用换电模式的充换电站***、光伏***、生产生活***，但其没有配置风电***，而是以另一个光伏***取代。各配电子***之间利用直流线路进行互联，***间直流保护开关选取隔离开关及直流熔断器的方式，***内直流保护开关选取隔离开关及直流断路器的方式。
港口电动拖车采用电池式电动拖车换电方式，充换电站***用于电动拖车电池更换及电池充电，就近设计光伏能源***。充换电站配网采用4台 10kV/400V/0.8MVA配电变压器及4套400V/0.8MVA的AC/DC变流器，提供4 段750V的直流供电母线，AC/DC变流器采用T型3电平VSC拓扑。同时配置 228个600V/10.8kW的DC/DC充电位(0.33C充电倍率)，分布于各分段直流母线上，其拓扑采用移相全桥或无隔离Buck-boost。光伏***采用光伏组件加750V/36kW DC/DC变流器，经直流汇流后与充换电站的直流母线相连，直流线路铺设距离<3km。光伏***与充换电站***互联的直流保护开关采用熔断器加隔离开关的方式，充换电站***内多段直流母线间的联络开关采用隔离开关加直流断路器的方式。
岸桥***采用双向分散变流式直流势能回馈***。一套AC/DC变流器为一个岸桥提供直流供电母线，岸桥中各DC/AC变频器并接于直流母线上，回馈变流器复用起升机构的DC/AC变频器及AC/DC分散变流器。同时，利用直流母线或直流线路将每个岸桥配电回路的直流侧互联，并将备用储能接入岸桥的直流***。每个岸桥就近设立光伏组件加750V/36kWDC/DC变流器，将每个岸桥与岸桥上光伏通过直流相连。岸桥***内多段直流母线间的联络开关采用隔离开关加直流断路器的方式。
场桥***采用双向集中变流式直流势能回馈***。一套AC/DC变流器通过提供公共直流母线方式为多个场桥供电，场桥中各DC/AC变频器并接于直流母线上，回馈变流器复用起升机构的DC/AC变频器及AC/DC集中变流器，每个场桥就地配置光伏变流器。每4个场桥共用1段直流母线，直流母线间通过直流电缆卷盘加直流短路器及隔离开关的方式实现互联。
岸电***采用公共直流供电的方式，并将岸电的直流侧进行互联。生产生活。***中路灯采用DC/DC变流器供电的方式。其他生产生活负荷利用分支配电箱进行常规交流供电。
虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本实用新型的。在不脱离本实用新型之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本实用新型之保护范围。因此本实用新型的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。
Claims (8)
1.一种港***直流混联配电网，包括总降压站、分变电站或开闭站及各个配电子***，所述总降压站的多路馈线经分变电站或开闭站为各个配网子***提供交流电源，所述配电子***包括岸电子***、岸桥子***、场桥子***、用于港口电动拖车的充换电站子***、新能源子***及生产生活子***，其特征在于：所述各个配网子***利用交流配电变压器及AC/DC变流器构建各配电子***的直流母线，各个配电子***的直流母线之间通过直流互联保护开关进行直流互联；配电子***内部有多段直流母线的，多段直流母线之间通过直流互联保护开关进行直流互联。
2.根据权利要求1所述的港***直流混联配电网，其特征在于：所述配网子***中一套AC/DC变流器为一个或多个用电负载提供公共直流电源。
3.根据权利要求2所述的港***直流混联配电网，其特征在于：所述岸桥子***或场桥子***为双向可控式直流势能回馈***，利用下降作业的岸桥或场桥中的起升机构的回馈势能功率向处于用电作业的其他岸桥/或场桥以及就近直流互联的配电子***供电。
4.根据权利要求3所述的港***直流混联配电网，其特征在于：所述岸桥子***或场桥子***为双向集中变流式直流势能回馈***，采用整流逆变一体化且4象限运行的双向可控变流器作为AC/DC集中变流器，一套AC/DC集中变流器通过提供公共直流母线方式为多个岸桥或场桥供电，各岸桥或场桥中的DC/AC变频器并接于公共直流母线上，回馈变流器复用各岸桥或场桥中的起升机构的DC/AC变频器及各岸桥或场桥对应的AC/DC集中变流器，各岸桥或场桥就地配置光伏变流器。
5.根据权利要求3所述的港***直流混联配电网，其特征在于：所述岸桥子***或场桥子***为双向就地变流式直流势能回馈***，各岸桥或场桥在配置AC/DC整流器的基础上就地安装回馈AC/DC变流器及光伏变流器，岸桥子***或场桥子***的直流母线互联，各岸桥或场桥中的DC/AC变频器并接于直流母线上。
6.根据权利要求3所述的港***直流混联配电网，其特征在于：所述岸桥子***或场桥子***为双向分散变流式直流势能回馈***，采用整流逆变一体化且4象限运行的双向可控变流器作为AC/DC分散变流器，一套AC/DC分散变流器为一个岸桥或场桥提供直流母线电压，岸桥子***或场桥子***的直流母线互联，各岸桥或场桥中的DC/AC变频器并接于直流母线上，回馈变流器复用各岸桥或场桥中的起升机构的DC/AC变频器及各岸桥或场桥对应的AC/DC分散变流器，各岸桥或场桥就地配置光伏变流器。
7.根据权利要求2所述的港***直流混联配电网，其特征在于：所述用于港口电动拖车的充换电站子***，采用为公共直流侧方式，就地构建光伏发电***，光伏发电***基于分布式DC/DC变流器进行最大功率跟踪，发电功率在直流侧汇流通过直流互联线路接入充换电站子***。
8.根据权利要求1～7任一所述的港***直流混联配电网，其特征在于：所述直流互联保护开关采用直流断路器加隔离开关，或者熔断器加隔离开关。
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