[實(shí)用新型]一種集成型直流微電網(wǎng)控制接口裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420225636.1
• 申請日: 2014-05-06
• 公開（公告）號: CN203883541U
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張富洲;陳莎;張雪煜;王修龐;郭旭;李吉浩;于晶榮;李冬雪;羅道軍;薛冰
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)河南省電力公司南陽供電公司
• 主分類號: H02J7/35
• 分類號: H02J7/35
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41117
• 代理人: 季發(fā)軍

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電網(wǎng)控制接口裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種集成型直流微電網(wǎng)控制接口裝置。

背景技術(shù)

在環(huán)境污染和能源危機(jī)的雙重壓力下，太陽能發(fā)電技術(shù)已經(jīng)成為電力電子

行業(yè)的研究熱點(diǎn)，尤其是近些年來，可再生能源得到廣泛應(yīng)用，儲(chǔ)能設(shè)備成本持續(xù)降低，應(yīng)運(yùn)而生了多種形式的直流微電網(wǎng)。

????在電力電子技術(shù)和儲(chǔ)能技術(shù)的推動(dòng)下，直流微電網(wǎng)得到了快速發(fā)展，并以其便于控制、可靠性高、損耗小等優(yōu)點(diǎn)將要成為偏遠(yuǎn)山村和未來家庭的主要供電結(jié)構(gòu)。直流微電網(wǎng)運(yùn)行的關(guān)鍵在于分布式電源、儲(chǔ)能裝置和負(fù)載之間的協(xié)調(diào)控制，特別是在含有可再生能源的直流微電網(wǎng)中，為了實(shí)現(xiàn)可再生能源的最大程度的利用，必須要對直流微電網(wǎng)實(shí)施有效的能量控制策略，但截止目前為止，尚無較好的協(xié)調(diào)控制技術(shù)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供一種集成型直流微電網(wǎng)控制接口裝置，該裝置能夠同時(shí)連接直流母線與直流微電網(wǎng)的各單元，利用各單元的輸出電流并通過改變各單元的等效輸出電阻，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)均流控制。該控制手段完全在本地實(shí)現(xiàn)，無需通信，有利于微電網(wǎng)的可靠運(yùn)行。

實(shí)現(xiàn)上述目的采取的技術(shù)方案是：一種集成型直流微電網(wǎng)控制接口裝置，包括裝置本體，所述本體內(nèi)部包含控制接口模塊，所述控制接口模塊包括光伏陣列接口電路、蓄電池接口電路和直流負(fù)載接口電路，所述本體表面設(shè)置一對母線端子和若干對控制端子。

所述控制端子與所述各接口電路的輸入端一一對接，所述母線端子與所述各接口電路的輸出端連接。

所述蓄電池組接口電路包括雙向Boost/Buck變換器。

所述直流負(fù)載接口電路包括Buck變換器。

本實(shí)用新型的集成型直流微電網(wǎng)控制接口裝置，可以實(shí)現(xiàn)直流母線與直流微電網(wǎng)各單元的功能對接，該對接是通過裝置內(nèi)部的控制接口模塊來實(shí)現(xiàn)的。本接口裝置的引入可以實(shí)現(xiàn)直流微電網(wǎng)的均流控制，其實(shí)質(zhì)在于母線電壓下垂法的實(shí)現(xiàn)，即利用各單元的輸出電流，改變各單元的等效輸出電阻。

傳統(tǒng)直流微電網(wǎng)系統(tǒng)的能量控制拓?fù)洌瑧?yīng)用的是分布式的控制方式，本接口裝置將分布式的控制端口進(jìn)行了集中安置，以實(shí)現(xiàn)一機(jī)通用的功能，而且完全在本地實(shí)現(xiàn)，無需通信，并保證微電網(wǎng)的可靠運(yùn)行。

本裝置在應(yīng)用時(shí)，需將直流母線的引出端口與裝置本體上的母線端子對接，將各應(yīng)用單元的引出端口，如光伏電池單元、蓄電池單元及負(fù)載單元的引出端口對應(yīng)裝置本體上的控制端子連接。直流微電網(wǎng)采用的是直流母線電壓下垂模式，該模式是通過將各單元的控制，嵌入到相應(yīng)的控制器或控制接口電路中來實(shí)現(xiàn)的。每個(gè)單元的工作狀態(tài)由自身的控制接口電路來選擇，并且控制接口電路實(shí)現(xiàn)了母線電壓和其他各單元電源的互聯(lián)，進(jìn)而決定各單元電源的工作模式。

裝置在運(yùn)行時(shí)，直流母線電壓U_dc應(yīng)滿足340V<U_dc?<360V。當(dāng)350V<U_dc?<370V時(shí)，光伏陣列接口電路中的Boost功率變換器運(yùn)行在電壓下垂模式，根據(jù)母線電壓調(diào)節(jié)輸出電流；當(dāng)330V<U_dc?<350V時(shí)，Boost功率變換器運(yùn)行在MPPT模式，實(shí)現(xiàn)最大太陽能的輸出；當(dāng)U_dc<330V時(shí)，輸出電流I_p達(dá)到限制電流，Boost功率變換器恒流輸出；如果直流母線電壓繼續(xù)跌落時(shí)，Boost功率變換器停止工作。蓄電池組充放電的門檻電壓設(shè)置為350V，直流微電網(wǎng)的功率缺額由蓄電池組提供，當(dāng)340V<U_dc<360V時(shí)，蓄電池組接口電路中的雙向Boost/Buck變換器運(yùn)行在電壓下垂控制模式，基于母線電壓U_dc和蓄電池的SOC，選擇相應(yīng)的充放電電流；當(dāng)U_dc?<340V或者360V?<?U_dc時(shí)，蓄電池組以極限電流進(jìn)行充放電，從而協(xié)調(diào)直流微電網(wǎng)的能量平衡。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是光伏陣列接口的電路結(jié)構(gòu)圖。

圖3是直流負(fù)載接口的電路結(jié)構(gòu)圖。

圖4是蓄電池接口的電路結(jié)構(gòu)圖。