专利名称：一种带双向逆变器的微网系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种微网系统。
背景技术：
微电网可为风能、太阳能等，其作为绿色能源，逐渐增多，微电网通过继电器并入电网，传统微电网内的分布式电源需要协调控制。正常情况下，微电网与电网正常连接。当出现电网故障或者电网电能质量下降时，微电网与电网脱离，运行在孤岛模式。微电网内部的协调控制策略通常采用两种控制方案:1、服务器/客户机工作模式。该模式下由分布式单元上传数据到服务器，服务器对各单元进行协调控制。但该方式需要专用的通信线路与信息收集设备。2、V/F下垂控制，各单元自由独立控制。控制方式由各设备电网端的电压与频率决定。该方式下无须添加专门的设备，并且微电网内部扩容简单。分布式电站以最大功率将电能送入电网，分布式电站比例的增加，给电网带来冲击。影响用电安全。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种 带双向逆变器的微网系统，以稳定电网的目的。为此，本实用新型采取以下技术方案。一种带双向逆变器的微网系统，包括微发电系统、连接微发电系统至公共电网的并网逆变器及控制并网逆变器工作的并网控制器，其特征在于:所述的微网系统还包括蓄电池、连接蓄电池至公共电网的双向逆变器、控制双向逆变器工作的稳定控制器，并网控制器与并网逆变器连接以控制并网逆变器使其能输出微发电系统的最大功率到公共电网，所述的稳定控制器设电网电压和频率采样模块，稳定控制器根据电网电压和频率控制双向逆变器工作以稳定电网，所述的双向逆变器与交流母线并接。该微网系统由功能互补的分布式电站与双向逆变器组成。选择在直流母线上还是交流母线上并接取决于系统构建使用的技术以及相应的能量管理策略。若本地负载直流负载较多，则采用直流并接；若本地负载交流负载较多，则采用交流并接。本技术方案针对V/F下垂控制，提出能量管理控制方案，根据当前电网的电压与频率，确定光伏双向逆变器的工作模式，有效降低微电网对电网的冲击，稳定电网，提高用电安全，及故障应急能力。作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本实用新型还包括以下附加技术特征。所述的双向逆变器连接微发电系统及蓄电池形成孤岛模式下的微网稳定体。微网稳定体自身带发电系统，微发电系统可以为蓄电池充电，或直接供电，提高电网应急能力，在电网出现故障时，双向逆变器输出微发电系统的电能及蓄电池的储存电能，减少故障带来的损失。[0011]所述的双向逆变器包括第二电容、第七开关管、第一电感、第一二极管、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第三电感、第三电容、第五开关管、第六开关管、第二电感，所述的第二电容的两端分别与微发电系统的电池板的两输出端连接，第一电感的一端与第二电容一端连接，另一端与第七开关管的源极及第一二极管的正极相连，第一二极管的负极与第五开关管的源极、第一电容及由第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管组成的逆变桥连接，逆变桥的一输出端与第三电感相连，第三电感的另一端与第三电容一端连接作为逆变器第一输出端，第三电容的另一端与逆变桥的另一输出端连接作为逆变器第二输出端，所述的第五开关管的漏极与第六开关管的源极、第二电感一端相连，第六开关管的漏极、蓄电池负极、第二电容、第七开关管漏极、第一电容、逆变桥接地。有益效果:本技术方案针对V/F下垂控制，提出能量管理控制方案，根据当前电网的电压与频率，确定光伏双向逆变器的工 作模式，有效降低微电网对电网的冲击，稳定电网，提高用电安全，及故障应急能力。
图1为本实用新型电路结构示意图。图2为本实用新型双向逆变器结构。图3为本实用新型V/F压频控制框图。图4为敏感负载的状态迁移图。图5为一般负载的状态迁移图。图中:C2-第二电容、Q-第七开关管、L「第一电感、D1-第一二极管、Q「第一开关管、Q2-第二开关管、Q3-第三开关管、Q4-第四开关管、L-第三电感、C3-第三电容、Q5-第五开关管、Q6-第六开关管、L2-第二电感。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。本实用新型包括微发电系统、连接微发电系统至公共电网的并网逆变器及控制并网逆变器工作的并网控制器，所述的微网系统还包括蓄电池、连接蓄电池至公共电网的双向逆变器、控制双向逆变器工作的稳定控制器，并网控制器与并网逆变器连接以控制并网逆变器使其能输出微发电系统的最大功率到公共电网，所述的稳定控制器设电网电压和频率采样模块，稳定控制器根据电网电压和频率控制双向逆变器工作以稳定电网，所述的双向逆变器与直流母线并接或与交流母线并接。双向逆变器的能量管理控制建立在V/F控制算法的基础上。V/F压频控制是微型电网/交流并接应用的核心技术。双向逆变器需要在微网系统中通过改变频率以调节发电_耗能_存储之间的平衡。双向逆变器的并接方式有两种形式:(I)直流母线并接(2)交流母线并接选择在直流母线上还是交流母线上并接取决于系统构建使用的技术以及相应的能量管理策略。若本地负载直流负载较多，则采用直流并接。若本地负载交流负载较多，则采用交流并接。在本实施例中的双向逆变器并接方式采用交流并接。在微型电网中，蓄电池作为核心部件时，一般采用交流母线上汇流。双向逆变器在满足交流负载与蓄电池充电之间，进行能量控制和转换。交流并接模式接如图丨所示:图丨中，从左至右依次为太阳能发电站、居民负荷、双向逆变器、生产负荷、风能发电站。双向逆变器输入端与微发电系统连接。双向逆变器电路拓扑框图见附图2，双向逆变器包括第二电容C2、第七开关管Q、第一电感L1、第一二极管D1、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第三电感L、第三电容C3、第五开关管Q5、第六开关管Q6、第二电感L2，所述的第二电容C2的两端分别与微发电系统的电池板的两输出端连接，第一电感L1的一端与第二电容C2 —端连接，另一端与第七开关管Q的源极及第一二极管的正极相连，第一二极管的负极与第五开关管Q5的源极、第一电容C1及由第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4组成的逆变桥连接，逆变桥的一输出端与第三电感L相连，第三电感L的另一端与第三电容C3一端连接作为逆变器第一输出端，第三电容C3的另一端与逆变桥的另一输出端连接作为逆变器第二输出端，所述的第五开关管Q5的漏极与第六开关管Q6的源极、第二电感L2 —端相连，第六开关管Q6的漏极、蓄电池负极、第二电容C2、第七开关管Q漏极、第一电容C1、逆变桥接地。第二电容C2、第一电容C1分别为PV侧均压电容与直流母线侧均压电容，主用于稳定电压。第一电感L1、第一二极管D1、第七开关管Q分别为升压电路侧储能电感、导通二极管与开关管，其构成升压侧主电路拓扑。第一、二、三、四开关管组成逆变桥，其由三角载波调制输出的脉宽波控制 。第三电感L、第三电容C分别为逆变侧滤波电路的电感与电容，其构成LC滤波器。LC滤波器能够有效抑制电路中的噪声、干扰，使得逆变器输出纯净的交流电。第二电感L2、第五、六开关管Q5、Q6为蓄电池二象限DC-DC变换器的储能电感与开关管。二象限DC-DC变换器主用于蓄电池的能量交互。其电路拓扑既能够充电，也可以进行放电。按图2中电路拓扑搭建3KW光伏离网逆变器模型。正常带载时，光伏离网逆变器BOOST侧工作在恒压模式以支撑直流母线电压。带载时给定不同频率的电压参考信号，实际输出的功率见表I。表I功率与频率变化关系
权利要求1.一种带双向逆变器的微网系统，包括微发电系统、连接微发电系统至公共电网的并网逆变器及控制并网逆变器工作的并网控制器，其特征在于:所述的微网系统还包括蓄电池、连接蓄电池至公共电网的双向逆变器、控制双向逆变器工作的稳定控制器，并网控制器与并网逆变器连接以控制并网逆变器使其能输出微发电系统的最大功率到公共电网，所述的稳定控制器设电网电压和频率采样模块，稳定控制器根据电网电压和频率控制双向逆变器工作以稳定电网，所述的双向逆变器与交流母线并接。
2.根据权利要求1所述的一种带双向逆变器的微网系统，其特征在于:所述的双向逆变器连接微发电系统及蓄电池形成孤岛模式下的微网稳定体。
3.根据权利要求1所述的一种带双向逆变器的微网系统，其特征在于:所述的双向逆变器包括第二电容(C2)、第七开关管(Q)、第一电感(L1X第一二极管(D1 )、第一开关管(Q1X第二开关管(Q2)、第三开关管(Q3)、第四开关管(Q4)、第三电感(L)、第三电容(C3)、第五开关管(Q5)、第六开关管(Q6)、第二电感化2)，所述的第二电容(C2)的两端分别与微发电系统的电池板的两输出端连接，第一电感(L1)的一端与第二电容(C2) —端连接，另一端与第七开关管(Q)的源极及第一二极管(D1)的正极相连，第一二极管(D1)的负极与第五开关管(Q5)的源极、第一电容(C1)及由第一开关管(Q1X第二开关管(Q2)、第三开关管(Q3)、第四开关管(Q4)组成的逆变桥连接，逆变桥的一输出端与第三电感(L)相连，第三电感(L)的另一端与第三电容( C3)—端连接作为逆变器第一输出端，第三电容(C3)的另一端与逆变桥的另一输出端连接作为逆变器第二输出端，所述的第五开关管(Q5)的漏极与第六开关管(Q6)的源极、第二电感(L2) —端相连，第六开关管(Q6)的漏极、蓄电池负极、第二电容(C2)、第七开关管(Q)漏极、第一电容(C1X逆变桥接地。
专利摘要一种带双向逆变器的微网系统，涉及一种电网控制系统。目前分布式电站以最大功率将电能送入电网，分布式电站比例的增加，给电网带来冲击，影响用电安全。本实用新型包括微发电系统、连接微发电系统至公共电网的并网逆变器及控制并网逆变器工作的并网控制器，其特征在于所述的微网系统还包括蓄电池、双向逆变器、稳定控制器，并网控制器与并网逆变器连接以控制并网逆变器使其能输出微发电系统的最大功率到公共电网，所述的稳定控制器设电网电压和频率采样模块，稳定控制器控制双向逆变器工作，所述的双向逆变器与交流母线并接。本技术方案有效降低微电网对电网的冲击，稳定电网，提高用电安全，及故障应急能力。
文档编号H02J7/35GK203135466SQ20132018073
公开日2013年8月14日 申请日期2013年4月10日 优先权日2013年4月10日
发明者闵武志, 卞松江, 刘栋良, 曾祥幼 申请人:卧龙电气集团股份有限公司, 浙江卧龙新能源有限公司