[實用新型]基于多端口戶用型能源路由器的直流環(huán)網(wǎng)架構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720685050.7
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN207234419U
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊光;侯院軍;王濤
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大周信息科技有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/32;H02J7/34;H02J7/35;H02M3/155;H02M7/5387;H02M1/14;H02M1/12
• 代理公司: 上海科律專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙)31290
• 代理人: 葉鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型所屬電力電子領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著化石燃料的短缺、環(huán)境污染日益嚴(yán)重，國內(nèi)對于可再生能源發(fā)電的需求逐步增大。而如典型的光伏分布式發(fā)電以及風(fēng)力分布式發(fā)電具有波動性以及隨機(jī)性，需要配置儲能單元平抑系統(tǒng)波動。

第一代逆變系統(tǒng)，為了實現(xiàn)光伏+儲能的最小系統(tǒng)配置，需要光伏逆變器與儲能逆變器的結(jié)合；第二代逆變系統(tǒng)，提出了光儲一體機(jī)，可以同時接入光伏與儲能單元。

另一方面，隨著直流負(fù)荷的日益增多，傳統(tǒng)的交流微電網(wǎng)有諸多問題凸顯，例如：

a)直流負(fù)荷接入引起的換流損耗以及換流成本的增加；

b)高滲透率、大量分布式電源、儲能電站等同時接入交流系統(tǒng)的同步問題；

c)交流并網(wǎng)需考慮的頻率和相位問題；

d)電壓暫降和供電短時中斷問題；

e)線路中電壓源換流器無功和諧波等問題。

實用新型內(nèi)容

展望中的第三代逆變器系統(tǒng)。第三代逆變器系統(tǒng)被設(shè)想為多端口的能源路由器系統(tǒng)，除光伏、儲能系統(tǒng)外，可以同時考慮風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，氫燃料電池。同時受能源供應(yīng)形式變化的影響，電能的單向流動正向著雙向流動的方式轉(zhuǎn)變，而傳統(tǒng)的第一、第二代逆變器系統(tǒng)無法滿足供電形式多樣性、能源雙向流動，以及功率流的主動調(diào)控等要求

本實用新型為目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存的不足，提出基于多端口戶用型能源路由器的直流環(huán)網(wǎng)架構(gòu)，實現(xiàn)未來能源互聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)以及直流配網(wǎng)建設(shè)，為第三代能源路由器的誕生做準(zhǔn)備。

本實用新型需要保護(hù)的技術(shù)方案表征為：

一種基于多端口戶用型能源路由器的直流環(huán)網(wǎng)架構(gòu)，其特征在于：設(shè)有直流母線，由直流母線構(gòu)成環(huán)網(wǎng)，直流環(huán)網(wǎng)上設(shè)置若干多端口能源路由器，間隔多端口能源路由器之間設(shè)置有分段開關(guān)。該直流母線通過DC/AC 換流器連接至外部的交流母線。

所述直流環(huán)網(wǎng)為低壓直流環(huán)網(wǎng)。

外部各類發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)可以通過所述各個多端口能源路由器接入該直流環(huán)網(wǎng)，同時，外部各類負(fù)載可以通過就近的多端口能源路由器獲得能源，形成小型局域直流配電網(wǎng)。

所述多端口能源路由器，包括多端口DC/DC部分、抑制直流母線波動部分、DC/AC變換側(cè)部分、直流側(cè)輸入輸出部分。所述多端口DC/DC部分為路由器的DC/DC低壓側(cè)，由多條獨立支路組成，支路之間并聯(lián)連接，各支路均采用非隔離型雙向DC/DC變換拓?fù)洌芍苯优c外部的光伏單元、風(fēng)能單元、儲能單元相連。所述DC/AC變換側(cè)部分，將交流側(cè)電網(wǎng)與高壓側(cè)直流母線連接，采用兩電平三相半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。所述抑制直流母線波動部分包括電容C4，該電容C4并聯(lián)在直流母線的正、負(fù)極。所述直流側(cè)輸入輸出部分，通過導(dǎo)線直接連接至直流環(huán)網(wǎng)。

作為實施例技術(shù)方案，多端口DC/DC部分是由三條獨立支路(#2,3,5) 組成，為#2端口支路、#3端口支路、#5端口支路，每條支路配置電感及電容，其中以#2端口支路為例，每個支路結(jié)構(gòu)包括一L1為回路儲能電感，與所述#2端口接入儲能單元串接，用于存儲能量，調(diào)整輸入輸出的電壓變比。包括一C1為回路輸入側(cè)濾波電容，與所述#2端口接入儲能單元并接，用于濾除高頻電流紋波，最終得到平滑的直流輸出。包括由兩組IGBT模塊構(gòu)成的支路；所述兩組IGBT模塊之間通過節(jié)點A連接，同時各自另一端分別連接至直流母線的正、負(fù)極；所述節(jié)點A連接至所述L1為回路儲能電感的能量輸出側(cè)；每個IGBT模塊反向并接一續(xù)流二極管；IGBT(VS5)反向并接續(xù)流二極管(VD5)，IGBT(VS6)反向并接續(xù)流二極管VD6，構(gòu)成兩組IGBT模塊，所述IGBT(VS5)的集電極連接至直流母線的正極，所述IGBT(VS6)發(fā)射極連接至直流母線的負(fù)極。