[發(fā)明專利]一種以環(huán)網(wǎng)形式供電的直流微網(wǎng)系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310508459.8
• 申請日: 2013-10-24
• 公開（公告）號(hào): CN103580264A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁慶;段紹輝
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳供電局有限公司
• 主分類號(hào): H02J7/35
• 分類號(hào): H02J7/35;H02J9/08
• 代理公司: 深圳匯智容達(dá)專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 44238
• 代理人: 鐘冬梅;潘中毅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種以環(huán)網(wǎng)形式供電的直流微網(wǎng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

微網(wǎng)是指由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、能量變換裝置、相關(guān)負(fù)荷和監(jiān)控、保護(hù)裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)，既可以與大電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，也可以孤島模式運(yùn)行。

目前，微網(wǎng)主要是以交流微網(wǎng)的形式存在。和交流微網(wǎng)相比，直流微網(wǎng)不需要對(duì)電壓的相位和頻率進(jìn)行跟蹤，可靠性大大提高，因而更加適合DER與負(fù)載的接入。理論上，直流微網(wǎng)僅需要一級(jí)變流器便能方便地實(shí)現(xiàn)與DER和負(fù)載的連接，具有更高轉(zhuǎn)化效率；同時(shí)直流電在傳輸過程中不需要考慮配電線路的渦流損耗和線路吸收的無功能量，線路損耗得到降低。但是直流微網(wǎng)供電系統(tǒng)當(dāng)線路某一部分出現(xiàn)故障就會(huì)導(dǎo)致整條線路停止供電，供電可靠性低。

在微網(wǎng)中，常常采用太陽能、風(fēng)能、儲(chǔ)能等分布式能源發(fā)電作為電源，在這些發(fā)電系統(tǒng)中，太陽能發(fā)電和儲(chǔ)能是直接產(chǎn)生直流電能，風(fēng)能發(fā)電雖然從發(fā)電機(jī)端口輸出的是交流電能，但需要整流成直流電能。這些直流電能需要通過逆變器轉(zhuǎn)換為交流電能，才可供負(fù)載使用。而現(xiàn)在的很多用電設(shè)備中，先把交流電能變?yōu)橹绷麟娔埽賹?duì)直流電能進(jìn)一步處理?？梢?，在以分布式能源發(fā)電為主的微網(wǎng)系統(tǒng)中，一些交直流轉(zhuǎn)換的中間環(huán)節(jié)可以省去。

發(fā)明名稱為“一種適用于現(xiàn)代樓宇的三線制直流微網(wǎng)系統(tǒng)及其控制方法”的中國專利公開了一種直流微網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，具體如圖1所示：

該直流微網(wǎng)系統(tǒng)包括一條直流三線制配電線路、一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)、至少一個(gè)帶相應(yīng)DC/DC變流器的光伏發(fā)電裝置、一組儲(chǔ)能蓄電池及其相應(yīng)的DC/DC變流器、至少一個(gè)帶相應(yīng)直流負(fù)載的DC/DC變流器、至少一個(gè)帶相應(yīng)單相工頻交流負(fù)載的DC/AC逆變器、一個(gè)帶相應(yīng)三相交流負(fù)載的頻率幅值可調(diào)的DC/AC逆變器、一個(gè)接入大電網(wǎng)的三相AC/DC整流/逆變裝置、一個(gè)電壓平衡器、一個(gè)微網(wǎng)控制系統(tǒng)。

現(xiàn)有技術(shù)公開的直流微網(wǎng)系統(tǒng)中，系統(tǒng)工作標(biāo)稱額定電壓為750V，并采用柴發(fā)作為電源備用。該系統(tǒng)電壓等級(jí)較高，在向直流負(fù)荷進(jìn)行供電時(shí)，需要經(jīng)過多次能量變換，并且當(dāng)某一線路出現(xiàn)故障時(shí)，不能保證負(fù)荷的正常供電，此外柴發(fā)運(yùn)行期間，該系統(tǒng)會(huì)造成一定的環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種以環(huán)網(wǎng)形式供電的直流微網(wǎng)系統(tǒng)，包括：不同電壓等級(jí)的環(huán)網(wǎng)狀直流母線，連接在所述環(huán)網(wǎng)狀直流母線的母線段之間的混合式電流斷路器，以及連接到該環(huán)網(wǎng)狀直流母線上的光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲(chǔ)能電源、內(nèi)燃機(jī)、變換器、直流負(fù)載、交流負(fù)載；

所述儲(chǔ)能電源和光伏發(fā)電系統(tǒng)分別通過所述變換器與所述不同電壓等級(jí)的環(huán)網(wǎng)狀直流母線相連，為所述直流微網(wǎng)系統(tǒng)供電；

所述混合式限流斷路器在所述環(huán)網(wǎng)狀直流母線的某一段線路出現(xiàn)故障點(diǎn)時(shí)動(dòng)作，由其固態(tài)開關(guān)分?jǐn)喙收宵c(diǎn)；

所述內(nèi)燃機(jī)通過所述變換器與所述不同電壓等級(jí)的環(huán)網(wǎng)狀直流母線相連，在所述混合式限流斷路器動(dòng)作時(shí)，為所述直流微網(wǎng)系統(tǒng)的直流負(fù)載和交流負(fù)載提供備用電源。

其中，所述變換器包括：三相DC/AC變換器、雙向AC/DC變換器、雙向DC/DC變換器、單向DC/DC變換器、單向DC/AC變換器、單向AC/DC變換器；

所述光伏發(fā)電系統(tǒng)通過所述單向DC/DC變換器與所述環(huán)網(wǎng)狀直流母線相連；

所述儲(chǔ)能電源通過所述雙向DC/DC變換器與所述環(huán)網(wǎng)狀直流母線相連；

所述內(nèi)燃機(jī)通過所述雙向AC/DC變換器和/或單向AC/DC變換器與所述環(huán)網(wǎng)狀直流母線相連。

其中，所述直流負(fù)載為兩組，每組分別有兩個(gè)直流負(fù)載，每個(gè)直流負(fù)載通過單向DC/DC變換器與所述不同電壓等級(jí)的環(huán)網(wǎng)狀直流母線相連。

其中，所述交流負(fù)載包括三相交流負(fù)載和單相工頻交流負(fù)載；所述三相交流負(fù)載通過所述三相DC/AC變換器與所述環(huán)網(wǎng)狀直流母線相連；所述單相工頻交流負(fù)載通過所述單向DC/AC變換器與所述環(huán)網(wǎng)狀直流母線相連。

其中，所述環(huán)網(wǎng)狀直流母線的電壓等級(jí)分別為240V和480V。

其中，所述直流微網(wǎng)系統(tǒng)還包括與所述單向DC/DC變換器和所述雙向DC/DC變換器連接的能量管理系統(tǒng)。

其中，所述儲(chǔ)能電源為蓄電池。

實(shí)施本發(fā)明，該直流微網(wǎng)系統(tǒng)以環(huán)網(wǎng)形式供電，系統(tǒng)考慮了目前大部分的直流負(fù)荷用電需求，合理分配用電負(fù)荷，而且當(dāng)線路某一部分出現(xiàn)故障，混合式限流斷路器及時(shí)動(dòng)作隔離故障部位，避免大面積停電事故，全面提升用電可靠性，通用性更強(qiáng)。

附圖說明