[實用新型]一種微電網能量管理控制系統

有效

• 申請號: 201420771047.3
• 申請日: 2014-12-09
• 公開（公告）號: CN204376420U
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 王歸新;劉小娟
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本實用新型屬于電力、電網技術領域，涉及一種微電網能量管理控制系統。

背景技術

微電網是近年來出現的一種新型能源網絡化供應與管理技術的簡稱，它能夠便利地將可再生能源和清潔能源系統的接入，實現需求管理以及現有能源的最大化利用，對分布式能源的利用效率將會大大提升。微電網將發電系統、儲能系統及負載相結合,通過相關控制裝置間的配合，可以同時向用戶提供電能和熱能，并能夠適時有效地支撐大電網，起到消峰填谷的作用。但是現有微電網系統能源利用率低、環境效益差、電能質量及供電可靠性差。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種微電網能量管理控制系統，實現四種工作模式之間的靈活轉換，管理微網系統的能量流向，以最大化利用微網分布式能源，該微網系統可以提高能源利用效率，減輕能源動力系統對環境的影響，有助于推動分布式電源上網，降低大電網的負擔，改善電能質量及供電可靠性，并促進社會向綠色、環保、節能方向發展，用以解決現有微電網系統能源利用率低、環境效益差、電能質量及供電可靠性差的問題。

本實用新型所采用的技術方案是，一種微電網能量管理控制系統，光伏陣列通過光伏DC/DC變換器與直流母線連接，最大功率跟蹤控制裝置與光伏DC/DC部分連接；風力發電裝置通過風力發電AC/DC部分與直流母線連接；蓄電池和電池管理系統通過DC/DC變換器與直流母線連接，負載與直流母線連接。

本實用新型的特征還在于，

直流母線通過并網雙向逆變器AC/DC連接到大電網，大電網上設置有智能電表。

上位機監控系統通過能量管理控制系統與直流母線連接。

本實用新型的有益效果是，將整個系統劃分為四種工作模式：整流儲能模式、光伏并網模式、離網運行模式以及并網供電模式，利用STM32+FPGA各自控制的優勢進行了完美地配合，實現了微電網能量管理控制系統的各種模式下的各項功能。本實用新型集成光伏發電、現代電力電子、通信以及控制技術，在實現光伏并網發電的同時還可以將多余的光伏能量儲存到蓄電池以供需要時(如晚上、陰雨天)使用，另外還可以起到電力“消峰填谷”的作用，在電費昂貴的區域，可以大大提高光伏發電自發自用率。另外，并網雙向逆變器可以解決因光伏發電的間歇性對電網產生的沖擊，并實現對發電功率削峰填谷的功能和對電網電能質量的綜合治理。

附圖說明

圖1為本實用的結構示意圖；

圖2為本實用新型控制系統板功能分配框圖；

圖3為本實用新型STM32程序流程圖；

圖4為本實用新型FPGA單元NIOS2部分DC/DC控制器程序流程圖。

圖中，1.光伏陣列，2.風力發電裝置，3.光伏DC/DC部分，4.風力發電AC/DC部分，5.直流母線，6.負載，7.蓄電池，8.電池管理系統，9.并網雙向逆變器AC/DC，10.大電網，11.能量管理控制系統，12.上位機監控系統，13.智能電表，14.最大功率跟蹤控制裝置，15.DC/DC變換器。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型進行詳細說明。

如圖1所示為本實用新型的一種微電網能量管理控制系統，光伏陣列1吸收太陽光照，通過光伏DC/DC部分3光電轉換形成直流電，再經過具有最大功率跟蹤控制裝置(MPPT)14的升壓電路升壓到某個恒定值，然后再經過光伏DC/DC部分3接到直流母線5。風力發電裝置2在風的作用下生成交流電經過風力發電AC/DC部分4接到直流母線5。儲能蓄電池7和直流的負載6都接到直流母線5。直流母線5的電壓始終維持恒定。直流母線5通過并網雙向逆變器AC/DC?9連接到大電網10。大電網10上設置有智能電表13，儲能蓄電池7與電池管理系統8與DC/DC變換器15連接，DC/DC變換器15與直流母線5連接，上位機監控系統12通過能量管理控制系統11與直流母線5連接。

圖1所示的一種微電網能量管理控制系統有四種工作模式，當處于白天時段且光能充足，合上光伏陣列的光伏DC/DC部分和DC/AC整流/逆變單元的繼電器。當系統處于白天時段且光能不充足，合上光伏陣列的光伏DC/DC部分的繼電器，并網雙向逆變器AC/DC?9為了維持直流母線電壓平衡運行于整流狀態(吸收電能)。當處于夜間時段，切除DC/AC整流/逆變單元的繼電器，合上儲能蓄電池的DC/DC繼電器向直流母線供能。當處于白天時段，若蓄電池電壓低于設定值，投入儲能蓄電池7充電，若不低于設定值則切除儲能蓄電池7。當處于夜間時段，儲能蓄電池7投入運行使其為直流母線供電。