[發明專利]基于分布式發電與UPS儲能集成的智能建筑直流微網

無效

• 申請號: 201310066044.X
• 申請日: 2013-03-01
• 公開（公告）號: CN103107531A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 張永明;丁寶;李慶超;張功
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H02J1/12
• 分類號: H02J1/12
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張果瑞

技術領域

本發明涉及基于分布式發電與UPS儲能集成的智能建筑直流微網，屬于智能建筑領域。

背景技術

分布式發電有助于促進能源的可持續發展、改善環境并提高綠色能源的競爭力。在智能建筑中，BIPV光伏發電、電梯電能再生等的應用，可緩解電力緊張，保證建筑物的電力供應，對于降低對傳統能源的依賴，促進建筑節能減排有重要意義。

目前，分布式發電的電能去向有兩種，一是電能回饋電網，即并網型；二是就地應用，即離網型。將分布式發電系統產生的電能回饋電網是一個非常有效的方法，但隨著分布式新能源發電的大量并網，分布式發電的隨機性和間歇性，可對電網產生巨大沖擊和影響。就中國現階段的電網情況來看，大規模的分布式發電并網，還存在一些技術問題和政策壁壘。例如，用戶使用的逆變器規格標準不統一導致回饋電網的電能質量參差不齊，反而會成為電網的污染源，影響網內其他用戶的使用和電網的安全。

在智能建筑中，分布式發電系統直接面對電力用戶，可以直接在建筑中用掉，避免并網帶來的一系列問題，并且在區域層次上易于規劃和實施。因此，智能建筑中分布式發電系統的離網運行是當前的現實，但著眼未來，研究既可離網運行又可并網運行的智能建筑微網是必然的發展趨勢。因此，亟需構建一種切實可行的智能建筑微網，為分布式發電在智能建筑中的應用提供技術支撐和有效平臺。

目前，智能建筑中的BIPV光伏發電、電梯電能再生、UPS儲能通常采用蓄電池或超級電容作為儲能裝置。例如，專利申請號為201020607246公開了一種新型的超級電容式電梯節能控制裝置，將電梯曳引機制動能量存儲于超級電容器組，并在電梯曳引機電動運行，尤其在大電流、大功率工作的時候釋放能量，提供峰值功率，從而達到節能目的；專利申請號為200610117501.3公開了一種太陽能照明系統對蓄電池市電補充充電的自動切換電路，可以充分利用太陽能。

而在智能建筑中，一般具有UPS不間斷電源系統，而UPS的使用頻率很低，其UPS儲能容量大多閑置，即儲能容量利用率就很低。若將UPS儲能系統用于分布式發電的儲能，分布式發電系統則無需再單獨設立儲能系統，可降低智能建筑微網系統儲能的成本，并可提高儲能容量的利用效率。現有的分布式發電智能建筑微網需要設立單獨的儲能系統，提高了建筑微網系統儲能的成本。

發明內容

本發明為了解決現有的分布式發電智能建筑微網需要設立單獨的儲能系統，進而影響儲能容量的利用率問題，從而提出了基于分布式發電與UPS儲能集成的智能建筑直流微網及采用該微網實現的能源控制方法。

基于分布式發電與UPS儲能集成的智能建筑直流微網，它包括分布式發電系統、第一DC/DC變換器、第二DC/DC變換器、第三DC/DC變換器、第四DC/DC變換器、DC/AC變換器、第一電力電子變換器、第二電力電子變換器、第三電力電子變換器、AC/DC整流器、電梯、空調、用電設備、不間斷電源UPS、應急照明/消防系統、能源管理控制器和直流母線，

所述分布式發電系統的第一直流電源信號輸出端與第一DC/DC變換器的直流信號輸入端相連，分布式發電系統的第二直流電源信號輸出端與第二DC/DC變換器的直流信號輸入端相連，第一DC/DC變換器的直流電源信號輸出端和第二DC/DC變換器的直流電源信號輸出端均連接直流母線，分布式發電系統的第一交流電源信號輸出端與第一電力電子變換器的交流信號輸入端相連，分布式發電系統的第二交流電源信號輸出端與第二電力電子變換器的交流信號輸入端相連，第一電力電子變換器的交流電源信號輸出端和第二電力電子變換器的交流電源信號輸出端均連接直流母線，220V交流電的交流信號輸出端與AD/DC整流器的交流信號輸入端相連，AD/DC整流器的直流信號輸出端連接直流母線，第三DC/DC變換器的直流電源信號輸入端連接直流母線，第三DC/DC變換器的供電端與電梯的受電端相連，第四DC/DC變換器的直流電源信號輸入端連接直流母線，第四DC/DC變換器的供電端與空調的受電端相連，第三電力電子變換器的直流信號輸入端連接直流母線，第三電力電子變換器的供電端與用電設備的受電端相連，不間斷電源UPS的電源輸出/輸入端連接直流母線，不間斷電源UPS的電源輸出端與DC/AC變換器的電源輸入端相連，DC/AC變換器的信號輸出端與應急照明/消防系統的信號輸入端相連，不間斷電源UPS的控制信號輸入/輸出端與能源管理控制器的控制信號輸出/輸入端相連，能源管理控制器的直流信號輸入端連接直流母線，能源管理控制器的電壓信號輸入/輸出端與AD/DC整流器的電壓信號輸出/輸入端相連。