【暨南大学国际能源学院（郭焕）】2024年分布式电源与储能的高效集成并网技术研究报告_10页_2mb

分布式电源与储能的高效集成并网技术研究总结

核心内容

本研究聚焦于分布式电源与储能的高效集成并网技术，提出了一种新型多端口混合变压器拓扑结构，旨在解决现有技术在集成优化运行与控制方面的不足，同时兼顾成本与效率。通过结合工频变压器与电力电子设备的优势，混合变压器能够在多个区间内实现稳定运行与灵活切换，具备良好的动暂态性能与高性价比。

主要观点

• 技术背景：传统交直流并联方案存在结构分散、不利于集成优化的问题，而基于固态变压器的方案虽能实现多功能优化，但成本较高，难以在中高压场景中推广。混合变压器作为新兴技术，具有较高的效率、寿命和可靠性，但尚未应用于新能源与储能的集成。
• 混合变压器技术：混合变压器通过部分功率处理功能，降低了变流单元的额定容量和系统成本。其变流单元复用技术可同时用于新能源端口、储能端口与交流端口之间的变换，实现多样化运行方式。
• 运行区间与工作范围：混合变压器可在四个运行区间（I、II、III、IV）内灵活切换，且在区间I、II、IV中处理功率比（PPR）普遍小于1，表明部分功率处理功能有效降低系统损耗。
• 效率提升：新型混合变压器的最高运行效率可达99.3%以上，优于传统两级级联结构。实验验证显示，该技术在直流-储能、储能-交流等典型运行模式下均能实现高效率运行。

关键信息

• 部分功率处理：通过部分功率处理功能，可降低变流单元额定容量，节省20% - 40%的变流器成本。
• 器件复用：变流单元可同时用于多个端口之间的变换，提升系统整体效率与灵活性。
• 兼容性：混合变压器与传统交流保护系统兼容，提升了系统的安全性与稳定性。
• 效率与成本：在工业水平下，混合变压器的效率可达到99%以上，且成本降低15%以上，性价比优于现有方案。
• 实验验证：实验结果表明，混合变压器在不同运行区间均能稳定运行，且与仿真计算结果吻合，验证了其可行性与可靠性。

技术创新

• 新型多端口混合变压器：具备部分功率处理、变流单元复用、灵活接入、与电网兼容等创新特性。
• 运行控制：通过智能控制策略，实现了系统在不同运行模式下的高效稳定运行。
• 综合性能：在效率、体积、成本等方面达到行业领先水平，适用于新型变流装置与交直流微网等场景。

效果验证

• 效率仿真与实验：在典型运行方式下，混合变压器的效率达到98.5%以上，高于传统结构。
• 容量节省：实验表明，变流单元容量可节省32%，开关器件容量可节省33%。
• 动暂态性能：混合变压器在动态响应与暂态稳定方面表现优异，具备良好的故障穿越能力。

总结

• 新型多端口混合变压器在新能源储能集成方面展现出显著优势，包括降低成本、提高效率、增强系统稳定性。
• 相较于现有技术，该技术在多个方面实现了性能提升，具备广泛的应用前景。
• 本研究为分布式电源与储能的高效集成并网提供了新的解决方案，具有重要的工程与研究价值。