[發明專利]一種LED集中式直流微網供電系統及供電控制方法

有效

• 申請號: 201310549039.4
• 申請日: 2013-11-07
• 公開（公告）號: CN103547043A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 黃子田;張波;張桂東;李湘峰;肖文勛;丘東元
• 申請（專利權）人: 東莞市石龍富華電子有限公司;華南理工大學
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02;H02J7/35;H02J3/28
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

1.一種LED集中式直流微網供電系統，其特征在于：包括在線電網模塊、多個電能存儲模塊、多個LED負載模塊、多個風力發電模塊、多個光伏發電模塊、多個燃料電池模塊、LED直流微網供電系統管理模塊和供電母線；供電母線包括正極母線和負極母線；

在線電網模塊包括在線電網子模塊，孤島開關和雙向電能轉換模塊；在線電網子模塊為在運行的三相電網，孤島開關的三個輸入端分別連接于在線電網子模塊的三相；雙向電能轉換子模塊包括了濾波電容、電感和三相全控橋，雙向電能轉換子模塊有三個三相輸入端和兩個正負輸出端，三個輸入端分別對應連接孤島開關的三個輸出端，而雙向電能轉換子模塊的正負輸出端分別連接于供電母線的正極母線和負極母線；

多個電能存儲模塊分別并聯接在供電母線上，每個電能存儲模塊包括儲能器和充放電電路模塊；充放電電路模塊為雙向升降壓電路；

多個LED負載模塊分別并聯接在供電母線上；

多個燃料電池模塊分別并聯接在供電母線上，每個燃料電池模塊包括燃料電池子模塊以及升壓模塊，燃料電池子模塊通過升壓模塊接在供電母線上；燃料電池子模塊選用質子交換膜燃料電池；升壓模塊選用Boost電路或Buck‐Boost電路；

多個光伏發電模塊分別并聯接在供電母線上，每個光伏發電模塊包括太陽能模塊以及升壓模塊，陽能模塊通過升壓模塊接在供電母線上；升壓模塊采用Boost電路或Buck‐Boost電路；

多個風力發電模塊分別并聯接在供電母線上，每個風力發電模塊包括風機模塊以及三相PWM整流電源模塊，風機模塊通過三相PWM整流電源模塊接在供電母線上；

LED直流微網電源管理模塊包括數據采集模塊和電腦；數據采集模塊在主要由電壓傳感器和電流傳感器組成；數據采集模塊分別通過控制線與孤島保護開關、多個能量存儲模塊、多個LED負載模塊、供電母線、多個燃料電池模塊、多個光伏發電模塊和多個風力發電模塊連接；數據采集模塊通過其電壓傳感器和電流傳感器分別對孤島保護開關、多個能量存儲模塊、多個LED負載模塊、供電母線、多個燃料電池模塊、多個光伏發電模塊和多個風力發電模塊的電流電壓的數據進行采集后，發送到電腦進行綜合處理，電腦通過控制軟件智能處理數據后，制定控制方案，發送到孤島保護開關、多個能量存儲模塊、多個LED負載模塊、供電母線、多個燃料電池模塊、多個光伏發電模塊和多個風力發電模塊，決定各個連接部件是否參與工作，以及各個連接部件的電壓電流大小，實現在滿足各個LED模塊正常工作的前提下，將多余的能量進行蓄電池的儲存或者回饋到電網；在風能，太陽能等綠色能源不足的條件下，從電網輸送能量給LED負載模塊，保證LED負載模塊正常工作。

2.根據權利要求1所述的一種LED集中式直流微網供電系統，其特征在于：所述孤島開關為電網中三相開關器，三相斷路器或三相繼電器。

3.根據權利要求1所述的LED集中式直流微網供電系統，其特征在于：所述儲能器由蓄電池或者超級電容組成。

4.根據權利要求1所述的LED集中式直流微網供電系統，其特征在于：所述充放電電路模塊選用雙向Buck‐Boost電路，Cuk電路，Sepic電路或Zeta電路。

5.根據權利要求1所述的LED集中式直流微網供電系統，其特征在于：所述三相PWM整流電源模塊為三相PWM整流器。

6.根據權利要求1所述的LED集中式直流微網供電系統，其特征在于：所述風機模塊為風能發電機。

7.根據權利要求1所述的一種LED集中式直流微網供電系統，其特征在于：所述太陽能模塊為光伏太陽能板。

8.根據權利要求1所述的LED集中式直流微網供電系統，其特征在于：所述多個光伏發電模塊和多個風力發電模塊分別安裝于LED負載模塊兩邊。

9.權利要求1‐8任一項所述LED集中式直流微網供電系統的供電控制方法，其特征在于：數據采集模塊采集正輸出母線和負輸出母線上的輸出電壓電流、多個風力發電模塊、多個光伏發電模塊、多個燃料電池模塊的輸出電壓電流、多個電能存儲模塊的輸出電壓電流、LED負載模塊的電壓電流和電網模塊的電壓電流；再將數據傳送給電腦，電腦進行數據處理，優先考慮利用風能和太陽能所產生能量，當風能和/或太陽能所產生的總能量超過所述的LED負載要求時，電腦發出控制信號，通過控制線將信號輸入電能存儲模塊，打開能量存儲模塊的能量存儲開關，將多余的能量進行存儲，當能量存儲模塊已存儲滿的情況下，電腦通過控制線將信號傳送至孤島開關，控制模塊打開孤島開關，將多余能量回饋到電網；電腦根據功率計算，當風能和太陽能所產生能量低于所述的LED負載要求時，電腦計算后通過控制線打開能量存儲模塊的能量釋放開關，將能量存儲模塊的能量釋放給LED負載模塊，當能量存儲模塊的能量仍然不能滿足LED負載模塊的電能需求時，電腦通過控制線將信號傳送至燃料電池模塊和孤島開關，控制燃料電池模塊對LED負載模塊供電。