[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

本發明公開的一種智能直流微電網系統及控制方法，屬于電力系統新能源發電領域。本發明公開的一種智能直流微電網系統，包括電源模塊、負荷模塊、儲能模塊、并網控制器、智能直流微電網連接功率電路、智能直流微電網通信總線、智能直流微電網預測和優化控制模塊、監控模塊。本發明還公開用于上述的一種智能直流微電網系統的控制方法，以及用于上述的一種智能直流微電網系統實現即插即用的控制方法。本發明要解決的技術問題是實現充分發揮微電網分布式控制的優點，從而提高微電網可靠性，并改善微電網雙向信息通訊能力和系統可擴展性。

技術領域

本發明屬于電力系統新能源發電領域，微電網系統領域，特別涉及一種智能直流微電網系統及控制方法。

背景技術

微電網系統主要包括電源模塊、負荷模塊、儲能模塊和必要的通信與控制模塊組成。微電網系統的發電單元多使用清潔的可再生能源，符合國家智能電網戰略的要求，因此發展十分迅速。微電網與傳統大電網相比，具有低電壓、低成本、低污染、高效率的特點。并且微電網可以并網運行和孤島運行，能夠改善能源結構，提高能源利用率。同時相比于交流微電網而言，直流微電網具有結構簡單，控制方便等優點，具有更大的發展潛力。

直流微電網是分布式電源模塊及相關負荷模塊、儲能模塊按照一定拓撲結構(如總線結構、環形母線結構等)組成的網絡，但是目前的直流微電網多采用集中控制的方法，無法凸顯直流微電網分布式的特點。并且集中式控制依賴于可靠的信息通信技術，但目前的直流微電網系統通信技術的可靠性不足以滿足微電網長期穩定運行的需求。

國家智能電網戰略同時要求實現高速的雙向信息通信。目前大部分直流微電網平臺多采用RS232或者RS485串行總線。RS232和RS485都有一些明顯的缺點，包括通信距離短、總線利用率低、不易擴展等。

發明內容

針對現有直流微電網的集中控制和通信技術造成的直流微電網可靠性不高的問題，以及直流微電網雙向信息通信能力弱和系統擴展性差的問題。本發明公開的一種智能直流微電網系統及控制方法，要解決的技術問題是實現充分發揮微電網分布式控制的優點，從而提高微電網可靠性，并改善微電網雙向信息通訊能力和系統可擴展性。

本發明的目的是通過下述技術方案實現的。

本發明公開的一種智能直流微電網系統，包括電源模塊、負荷模塊、儲能模塊、并網控制器、智能直流微電網連接功率電路、智能直流微電網通信總線、智能直流微電網預測和優化控制模塊、監控模塊。所述的電源模塊、負荷模塊、儲能模塊、并網控制器、智能直流微電網連接功率電路、智能直流微電網通信總線、智能直流微電網預測和優化控制模塊、監控模塊在一種智能直流微電網系統中數量為一個及以上。

所述的電源模塊用于向智能直流微電網系統提供電能，包括分布式電源及與其相連的最大功率跟蹤器。所述的最大功率跟蹤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。

所述的負荷模塊包括負荷、變換器，變換器與負荷相連。所述的變換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。所述的負荷指任選不可控負荷或可控負荷之一，所述的變換器指任選DC/DC變換器或DC/AC變換器之一。

所述的儲能模塊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，包括蓄電池、超級電容等儲能裝置和雙向DC/DC變換器，雙向DC/DC變換器分別與蓄電池、超級電容等儲能裝置相連。所述的雙向DC/DC變換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。

所述的并網控制器可選用雙向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。