一种综合能源交直流双电源供电系统的制作方法

本发明实施例涉及双电源供电技术领域，具体涉及一种综合能源交直流双电源供电系统。

背景技术：

随着新能源技术的发展，越来越多的电动车将取代燃油发动机的汽车，不仅能够实现零排放、低噪音、无污染，并且可以大量节省日益枯竭的石油能源，因而，电动车的发展日益壮大，但是要使电动车真正运行发展起来，还需要大力开发建造电动车直流充电桩的电源控制系统，当前阻碍电动车推广应用的一个重要原因在于充电桩的建设。目前充电桩分为两种，一种为交流充电桩，一种为直流充电桩；直流充电桩充电时间要比交流充电桩的充电时间短，因此，直流充电桩较为容易得到客户的欢迎。

当前光伏发电等分布式能源已成为未来能源系统的发展趋势，越来越多的用户安装光伏发电系统，新能源汽车及大力发展直流充电桩作为清洁电网的重要补充，其他直流用电设备逐渐增多并走进了家庭用户，如直流空调、直流照明。

急需设计一种全新的交直流双电源供电系统，满足用户直流负载和交流负载需求，同时有效消纳利用光伏发电等新能源。在交直流双电源供电系统研究方面，针对用户结合综合能源为用户提供双电源的方案暂未有明确的方案。

技术实现要素：

为此，本发明实施例提供一种综合能源交直流双电源供电系统，以解决现有技术中供电系统不满足用户直流负载和交流负载需求，同时有效消纳利用光伏发电等新能源的问题。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：

在本发明实施例的一个方面，提供了一种综合能源交直流双电源供电系统，包括电力电子变压器、光伏发电系统、第一ats开关、第二ats开关、储能系统和ac220v电网；

所述ac220v电网连接第一ats开关和第二ats开关，所述电力电子变压器的连接光伏发电系统、第一ats开关和第二ats开关，所述第一ats开关连接多个交流负荷，所述第二ats开关连接多个直流负荷，所述储能系统连接在所述第一ats开关与所述电力电子变压器之间。

作为本发明一种有选地方案，所述ac220v电网通过ac/dc变换器与所述第二ats开关连接。

作为本发明一种有选地方案，所述交流负荷均为220v交流负荷。

作为本发明一种有选地方案，所述直流负荷均为750v直流充电桩。

作为本发明一种有选地方案，所述电力电子变压器为三端口电力电子变压器，包括光伏输入端、ac220v端口和dc750v端口，所述光伏系统连接在所述光伏输入端上，所述第一ats开关连接在所述ac220v端口上，所述第二ats开关连接在所述dc750v端口上。

作为本发明一种有选地方案，所述ac220v端口具有能量双向流动功能，所述储能系统与所述ac220v端口连接以存储电能。

作为本发明一种有选地方案，还包括保护控制系统，所述保护控制系统与所述电力电子变压器、第一ats开关和第二ats开关均连接，且所述保护控制系统用于设置且选定主电源和备用电源，且当主供电源断电后，自动切换备用电源供电。

作为本发明一种有选地方案，所述光伏发电系统为主电源，所述ac220v电网为备用电源。

作为本发明一种有选地方案，所述ac220v电网为主电源，所述光伏发电系统为备用电源。

作为本发明一种有选地方案，所述光伏发电系统与所述ac220v电网相互独立供电。

本发明的实施方式具有如下优点：

本发明在用户常规交流配电网接入的情况下增加以光伏发电系统为主要组成的另一路电源作为补充，构成一个综合能源的交直流双电源供电系统。采用多端口多流向电力电子变压器作为交直流双电源供电系统核心变换部件，ats电源切换开关作为核心开关器件，配置相应保护控制系统以实现系统的稳定高效运行，能有效消纳利用光伏等可再生能源，保证用户用电延续性、可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例提供的系统连接示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种综合能源交直流双电源供电系统，包括电力电子变压器、光伏发电系统、两个ats开关(分别为第一ats开关何第二ats开关)、储能系统和ac220v电网；

所述ac220v电网连接第一ats开关和第二ats开关，所述电力电子变压器的连接光伏发电系统、第一ats开关和第二ats开关，所述第一ats开关连接多个交流负荷，所述第二ats开关连接多个直流负荷，所述储能系统连接在所述第一ats开关与所述电力电子变压器之间，所述ac220v电网通过ac/dc变换器与所述第二ats开关连接；所述交流负荷均为220v交流负荷；所述直流负荷均为750v直流充电桩。

电力电子变压器为三端口电力电子变压器，包括光伏输入端、ac220v端口和dc750v端口，所述光伏系统连接在所述光伏输入端上，所述第一ats开关连接在所述ac220v端口上，所述第二ats开关连接在所述dc750v端口上。

其中，所述ac220v端口具有能量双向流动功能，所述储能系统与所述ac220v端口连接以存储电能。

还包括保护控制系统，所述保护控制系统与所述电力电子变压器、第一ats开关和第二ats开关均连接，且所述保护控制系统用于设置且选定主电源和备用电源，且当主供电源断电后，自动切换备用电源供电。

光伏发电系统为主电源，所述ac220v电网为备用电源；或者所述ac220v电网为主电源，所述光伏发电系统为备用电源。且光伏发电系统与所述ac220v电网相互独立供电。

本实施例的储能系统包括储能元件、储能变流器和与首次充电模块。

首次充电模块包括储能直流侧接点s和储能交流侧接点s，储能直流侧接点s可拆卸地连接于储能变流器与储能元件之间，储能交流侧接点s可拆卸地连接于储能变流器与电网侧之间。首次充电模块用于为储能元件进行首次充电。在一个示例中，首次充电模块用于将电网侧传输来的交流电能转换为直流电能，利用直流电能为储能元件进行首次充电。

在对储能元件进行首次充电时，断开储能变流器，只利用首次充电模块对储能元件进行充电。在利用首次充电模块为完成储能元件首次充电之后，若需要对储能元件进行二次充电、三次充电等后续的充电过程，由于储能元件自身已经带电，因此可利用储能变流器将电网侧的电能转化，传输并为储能元件进行充电。

在首次充电时，将首次充电模块的储能直流侧接点s连接于储能变流器与储能元件之间，将首次充电模块的储能交流侧接点s连接于储能变流器与电网侧之间，使得可利用首次充电模块对储能元件进行首次充电。储能元件可将电网侧的变流电能转换为直流电能，从而为储能元件安全地进行首次充电，避免损坏储能变流器或储能元件，从而保证整个储能系统的安全。

在上述实施例中，储能系统中的储能元件的数目可为两个以上，储能变流器的数目与储能元件的数目相同，一个储能元件对应配置连接一个储能变流器。在储能元件数目为两个了以上的储能系统中，可以配置数目小于储能元件数目的首次充电模块。比如，在储能系统中设置一个首次充电模块，在储能系统中的某个储能元件需要进行首次充电时，将首次充电模块的储能直流侧接点s和储能交流侧接点s接入到需要进行首次充电的储能元件与储能变流器之间，以及储能变流器与电网侧之间。当该储能元件首次充电完毕后，且储能系统中其他储能元件也需要进行首次充电时，可将首次充电模块的储能流侧接点和储能交流侧接点s从已经完成首次充电的储能元件周围拆卸。并将首次充电模块与需要进行首次充电的储能元件、对应的储能变流器以及电网侧连接。从而减少需要设置的首次充电模块的数目，简化储能系统为储能元件进行充电的结构，降低储能系统中为储能元件进行首次充电的成本。

本发明能够针对用户需求将交直流混合供电、新能源、储能技术整合成一个系统，且交直流双电源供电系统结构简单，系统内有两路相互独立电源，分别为常规交流电网和光伏发电系统，能同时提供交流和直流输出，有效结合交流电网电源、新能源、储能系统为用户提供可靠、经济的交直流供电。

本发明在用户常规交流配电网接入的情况下增加以光伏发电系统为主要组成的另一路电源作为补充，构成一个综合能源的交直流双电源供电系统。采用多端口多流向电力电子变压器作为交直流双电源供电系统核心变换部件，ats电源切换开关作为核心开关器件，配置相应保护控制系统以实现系统的稳定高效运行，能有效消纳利用光伏等可再生能源，保证用户用电延续性、可靠性。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。