微网控制系统的制作方法_2

文档序号:9016493阅读:来源:国知局
整指令通过通信网络18返回至直流微网 16和/或交流微网12,并由直流微网16和/或交流微网12依照该处理指令排除故障,或 依据该调整指令调节直流微网16和/或交流微网12的运行状态。
[0036] 由上可知,本实用新型实施例通过将交流微网12、直流微网16和通信网络18进 行融合,不仅满足了交流负载的使用需求,还能够通过交流微网12与直流微网16之间进行 交/直流转换,互相补充电力供应,并且,通过发电机组14能够避免市电电网供电发生故障 时,维持交流微网12和直流微网16的正常运行,解决了由于不兼容交流电且当处于脱离市 电供电网络时无法保证接入供电网络的负载正常运行的问题。最后通过通信网络20实现 微网控制的远程监控的效果。
[0037] 基于上述实施例提供的交流微网12,图2是根据本实用新型实施例的微网控制系 统中的交流微网的结构图。如图2所示,本实用新型实施例提供的交流微网12可以包括: 变压器121、三相交流母线122、三相交流母线对应负载123、单相交流母线124、单相交流母 线对应负载125和交/直流DC/AC转换器126,其中,
[0038] 变压器121与三相交流母线122建立电连接;三相交流母线122与三相交流母线 对应的负载123建立电连接,用于对三相交流母线所对应的负载123提供三相供电;单相交 流母线124与三相交流的母线122建立电连接,用于对单相交流母线所对应的负载125提 供单相供电;交/直流DC/AC转换器126中的双向交/直流转换器与三相交流母线122和 单相交流母线124建立电连接,用于将三相电网的交流电转换为直流电接入直流微网16。
[0039] 其中,变压器121与三相电网建立电连接,用于将三相电网中的交流电电压降至 或升至三相交流母线122所需电压,然后经由三相交流母线122为三相交流母线所对应的 负载123提供供电需求,单相交流母线124与三相交流母线122建立电连接,进一步的,通 过接入三相交流母线122对单相交流母线对应负载125供电,最后分别与三相交流母线122 和单相交流母线124建立电连接的交/直流DC/AC转换器126,用于为直流微网16提供直 流供电电压。
[0040] 具体的,在本实用新型实施例提供的方案中,当需要将三相电源变为两相接入时, 只需将一条火线的空气开关和零线的空气开关闭合,则与其连接的两相负载即可进行工 作,完成三相到两相的转换。从三相到两相的过程基本相似。如图2所示,设计了三相交流 母线122和单相交流母线124。取经过变压器121 (本实用新型实施例提供的变压器121可 以为隔离变压器)后的三相交流电组成三相交流母线122 ;取火线和零线两根线组成单相 交流母线124。
[0041] 其交流微网12中的交流母线上连接交流负载,主要有定频空调、照明、厨房电器、 交流用电设备等。其中,三相电网接口电路与隔离变压器相连接,将高压交流电转换为市电 供交流负载使用,双向交/直流变换器126在三相交流母线122、单相交流母线124和直流 微网16之间起到桥梁的作用,负责微电网间的双向能量变换。由交流微网12和直流微网 16组成的混合系统通过一个智能开关与市电供电电网相连,当市电供电电网正常工作时, 交流微网12和/或直流微网16可以与市电供电电网实现能量的最优利用;当市电供电电 网发生故障时,智能开关断开,微电网脱离市电供电电网,但交/直流微网之间仍然可以进 行能量变换。
[0042] 基于上述实施例提供的直流微网16,图3是根据本实用新型实施例的微网控制系 统中的直流微网的结构图。如图3所示,本实用新型实施例提供的直流微网16可以包括: 多级直流母线161、多级直流母线对应的负载162、直流DC/DC转换器163、开关电源164、交 /直流AC/DC转换器165和储能装置166,其中,
[0043] 多级直流母线161中的第一级直流母线与DC/AC转换器126中的双向交/直流转 换器建立电连接,用于接收由三相电网转换的直流供电;发电机组14通过交/直流转换 器165与第一级直流母线建立电连接,用于为直流微网16提供直流供电;储能装置166通 过DC/DC转换器163中的双向直流DC/DC转换器接入第一级直流母线,用于存储由发电机 组14产生的直流电;多级直流母线161中的第二级直流母线与储能装置166建立电连接; 第二级直流母线通过DC/DC转换器163中的单向DC/DC转换器与多级直流母线161中的第 三级直流母线建立电连接,用于为接入第三级直流母线对应的负载提供直流供电;多级直 流母线161中的第四级直流母线通过开关电源164接入第三级直流母线,且通过开关电源 164与第一级直流母线建立电连接,用于为接入第四级直流母线对应的负载提供直流供电。
[0044] 其中,第一级直流母线、第二级直流母线、第三级直流母线和第四级直流母线电压 等级依次降低。
[0045] 具体的,在直流微网16中,本实用新型实施例提供了四级直流母线,该四级直流 母线依据直流负载的额定供电需求分为四级,其中,第一级直流母线的电压等级可以设定 为400~750V,在第一级直流母线上接有柴油发电机、风力发电机、电动汽车充放电站、太 阳能光伏电池组等分布式能源,以及为储能装置166所预留的接口。其中,柴油发电机和 风力发电机首先通过单向交/直流AC/DC转换器,将发出的交流电转换为直流电,在将转 化后的直流电通过单向直流DC/DC变换器,转化成适合并入第一级直流母线的电压;第二 级直流母线可以设定为V2 (200-380V),通过对第一级直流母线进行直流DC/DC变换所得 到,在第二直流母线上主要可以接入用于空调的室内机、大功率直流LED照明、家用直流设 备和用户接口;第三级直流母线可以设定为V3(240V)和V4(72V),第三级直流母线可以主 要用于车库的充电粧和电瓶车充电器等;第四级直流母线可以设定为V5(48V)、V6(24V)和 V7(12V),该第四级直流母线上的电源等级,可以直接由连接在VI和V2的大功率开关电源 输出,该第四级直流母线可以主要用于小功率直流照明LED、电脑和直流办公设备等。
[0046] 本实用新型实施例提供的直流母线条数以四级直流母线为例,以实现微网控制系 统为准,具体不做限定。
[0047] 优选的,图4是根据本实用新型实施例的微网控制系统中的发电机组的结构图。 如图4所示,本实用新型实施例提供的发电机组14可以包括:可再生能源发电机组141和 非可再生能源发电机组142,其中,可再生能源发电机组和非可再生能源发电机组并联接入 第一级直流母线。
[0048] 优选的,可再生能源发电机组141至少包括:光伏发电机组、风力发电机组,光伏 发电机组与风力发电机组并联接入第一级直流母线,其中,光伏发电机组包括储能模块。本 实用新型实施例提供的发电机组14在调用发动机类型上可以依照以可再生能源优先使 用,非可再生能源次之,储能装置补充和备用为顺序,以提高发电机组14供电的供电效率。 [0049] 基于上述实施例提供的光伏发电机组,本实用新型实施例提供的光伏发电机组可 以通过DC/DC转换器163中的单向DC/DC转换器接入第一级直流母线,其中,单向DC/DC转 换器包括:直流升压Boost电路。
[0050] 具体的,Boost电路在本实用新型实施例中的作用是对光伏发电机组进行MPPT控 制。光伏发电机组中的储能模块(光伏电池板)通过Boost电路连接到第一级直流母线上, Boost电路有MPPT控制和电压下垂控制两种模式,并网模式时,Boost电路工作在MPPT模 式;孤岛模式时,第一直流母线电压高于稳定控制值时,采用下垂控制模式;当直流母线电 压低于稳定控制值时,采用MPPT控制模式,输出最大功率,稳定第一直流母线电压。
[0051] 其中,图5是根据本实用新型实施例的微网控制系统中的Boost电路的结构图。如 图5所示,Boost电路可以包括储能电感L、二极管D2、功率开关器件T1,储能电容Cs,用于 提升输入电压。工作原理为:当开关管T1导通时,电流有Ui经电感L和开关管T1形成回 路,电感L进彳丁储能;当开关管T1关断时,电感L广生的反电动势和直流电源电压串联后共 同向负载供电,由于开关管T1关断时的反电动势和直流电源电压方向相同互相叠加,从而 在负载侧得到高于电源的电压。二极管的作用是阻断开关管T1导通时,电容的放电回路。
[0052] 基于上述实施例提供的多级直流母线对应的负载162可以通过DC/DC转换器163 中的单向DC/DC转换器接入对应的多级直流母线,其中,单向DC/DC转换器包括:降压式变 换Buck电路。
[0053] 具体的,Buck电路作用是将各级直流母线的输入电压进行降压。在本实用新型实 施例中Buck电路的作用是将各级直流母线的输入电压进行降压处理,从而得到适合各级 直流负载的电源电压。
[0054] 其中,图6是根据本实用新型实施例的微网控制系统中的Buck电路的结构图。如 图6所示,Buck电路,包括储能电感L、二极管D2、功率开关器件T1,储能电容Cs,该B
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