[發明專利]一種智能直流微電網系統及控制方法

有效

• 申請號: 201611193361.8
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN107342595B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 馬中靜;陸志成;段宏;邵云峰;楊楠;汪小娟
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/32
• 代理公司: 北京正陽理工知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 唐華

1.一種智能直流微電網系統，其特征在于：包括電源模塊(1)、負荷模塊(2)、儲能模塊(3)、并網控制器(4)、智能直流微電網連接功率電路(5)、智能直流微電網通信總線(6)、智能直流微電網預測和優化控制模塊、監控模塊(7)；所述的電源模塊(1)、負荷模塊(2)、儲能模塊(3)、并網控制器(4)、智能直流微電網連接功率電路(5)、智能直流微電網通信總線(6)、智能直流微電網預測和優化控制模塊、監控模塊(7)數量為一個及以上；

所述的電源模塊(1)用于向智能直流微電網系統提供電能，包括分布式電源(11)及與其相連的最大功率跟蹤器(12)；所述的最大功率跟蹤器(12)集成有電壓電流傳感器模塊、微控制器模塊、CAN總線通信模塊和故障處理模塊；

所述的負荷模塊(2)包括負荷(21)、變換器(22)，變換器(22)與負荷(21)相連；所述的變換器(22)集成有電壓電流傳感器模塊、微控制器模塊、CAN總線通信模塊和故障處理模塊；所述的負荷(21)指任選不可控負荷或可控負荷之一，所述的變換器(22)指任選DC/DC變換器或DC/AC變換器之一；

所述的儲能模塊(3)用于通過電能儲存或釋放調節智能直流微電網系統功率平衡，包括儲能裝置和雙向DC/DC變換器(32)，所述儲能裝置包括蓄電池(31)和超級電容(31)；雙向DC/DC變換器(32)分別與蓄電池、超級電容相連；所述的雙向DC/DC變換器(32)集成有電壓電流傳感器模塊、微控制器模塊、CAN總線通信模塊和故障處理模塊；

所述的并網控制器(4)選用雙向DC/AC控制器，用于調節直流微電網系統的功率平衡，并且用于智能直流微電網系統并網或孤島運行狀態的控制；所述的雙向DC/AC控制器集成有電壓電流傳感器模塊、微控制器模塊、CAN總線通信模塊和故障處理模塊；

所述的智能直流微電網連接功率電路(5)用于智能直流微電網系統電源模塊(1)、負荷模塊(2)、儲能模塊(3)和并網控制器(4)之間的連接，并用于智能直流微電網系統電源模塊(1)、負荷模塊(2)、儲能模塊(3)和并網控制器(4)之間的電能傳輸；

所述智能直流微電網通信總線(6)用于電源模塊(1)、負荷模塊(2)、儲能模塊(3)、并網控制器(4)、智能直流微電網預測和優化控制模塊和監控模塊(7)之間的高速雙向信息通信；

所述智能直流微電網預測和優化控制模塊用于預測和優化電源模塊(1)、負荷模塊(2)和儲能模塊(3)運行狀態；所述智能直流微電網預測和優化控制模塊使用預測和優化算法得到實時控制指令和預測控制指令，并通過智能直流微電網通信總線(6)發送給電源模塊(1)、負荷模塊(2)和儲能模塊(3)；

所述監控模塊(7)包括監控硬件和監控軟件，硬件根據使用需求任意選擇PC機或者服務器；軟件包括智能直流微電網預測和優化控制模塊算法和智能直流微電網系統監控人機交互軟件平臺。

2.如權利要求1所述的一種智能直流微電網系統，其特征在于：所述的最大功率跟蹤器(12)、變換器(22)、雙向DC/AC控制器和雙向DC/DC變換器(32)均集成有電壓電流傳感器模塊、微控制器模塊、故障處理模塊，用于直流微電網電能質量控制、故障動作類暫態控制，充分發揮智能直流微電網系統分布式控制的優勢，并且能夠提高直流微電網可靠性；所述的最大功率跟蹤器(12)、變換器(22)、雙向DC/AC控制器和雙向DC/DC變換器(32)均集成有CAN總線通信模塊，集成的CAN總線通信模塊通過智能直流微電網通信總線(6)相連接，能夠改善智能直流微電網系統的雙向信息通信能力和系統的擴展性；所述智能直流微電網預測和優化控制模塊生成的優化指令包括實時指令和預測指令；通信正常時，智能直流微電網系統根據實時指令運行；當通信故障時，智能直流微電網系統能根據預測指令繼續運行，改善傳統直流微電網可靠性。

3.如權利要求1或2所述的一種智能直流微電網系統，其特征在于：所述CAN總線通信模塊主動與監控模塊(7)校對時鐘，所有的最大功率跟蹤器(12)、變換器(22)、雙向DC/AC控制器(4)和雙向DC/DC變換器(32)與監控模塊保持時鐘一致；同時CAN總線通信具有良好的雙向通信能力、簡單易擴展，有利于智能直流微電網系統的雙向信息通信和系統的擴展。