[發明專利]直流母線微電網系統

有效

• 申請號: 201810709740.0
• 申請日: 2018-07-02
• 公開（公告）號: CN108777479B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 侯院軍;王濤;袁磊
• 申請（專利權）人: 上海大周信息科技有限公司
• 主分類號: H02J1/10
• 分類號: H02J1/10
• 代理公司: 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

一種直流母線微電網系統，涉及微電網結構設計技術領域。包括兩直流母線、能量管理控制器，兩直流母線的電壓分別設置為750V、375V，呈兩倍關系；能量管理控制器用于檢測所述兩直流母線的實時電壓，維持兩者電壓兩倍關系；還包括隔離直流變換器，該變換器包括前級部分的CL?LLC變換器電路、后級部分的多路DCDC變換器電路、控制器，控制器包括PI控制器、PWM模塊1、PWM模塊2。本發明公開一種自動快速平抑375V/750V雙直流母線系統，通過隔離直流變換器與儲能設備協調運行，實現自動快速平抑系統兩條直流母線功能，提高系統供電質量；通過對隔離直流變換器的兩個端口功率控制，實現兩條直流母線的電能交互，保持兩條直流母線在不同負載下仍能夠維持在375V和750V。

技術領域

本發明涉及微電網結構設計技術領域。

背景技術

借鑒Internet中數據交換設備“路由器”的設計理念，“能量路由器”的概念也被提了出來，能源互聯網在能源接入、能源控制和能量傳輸方面的研發開始活躍起來，以能夠實現能源網絡互聯、調度和控制。

能量路由器是能源互聯網的關鍵技術，是一種在現有電網基礎上，基于先進的電力電子技術和信息網絡技術，提供靈活多樣的電氣接口，實現大量分布式可再生能源發電設備、儲能設備、各種用電負載接入電網，并且具有通訊和智能決策能力，實現對電力網絡能量流、信息流主動管理的智能電力設備。

未來能源互聯網將呈現交流電網、直流電網和交直流混合電網并存的形態，能量路由器在不同的電網組網中，要實現交流電、直流電的并網。

路由器進行研究探索，還沒有統一的實施標準。

對比文件檢索及評析：

中國專利CN101436778A公開了一種微型電網組網方法，該方法采用直流母線結構，采用分散式結構，分別通過DC/DC、AC/DC、DC/AC變換器將發電、用電、儲能設備接入直流母線。

中國專利CN102315645A公開了用于分布式發電的能量路由器，采用交流母線結構，分布式發電需要經過多級的變換才能并入交流網。

中國專利CN102780267A公開了一種采用開關陣列組成能量流動通道的電能路由器，控制復雜，如果單一開關出現故障，將對全局造成影響。

中國專利CN103248068A公開了具備多種供電方式的電能路由器，采用了交直流混合母線組成交直流混合微網，同樣采用了開關陣列來形成能量通道。

中國專利CN104682430A公開了一種應用于能源互聯網的能源路由器裝置，屬于中壓范圍，對DC/DC變換、DC/AC作了大量的說明。

可再生發電設備所發出的電能為直流電或者經過整流后變成直流電，將直流電直接并入直流微網可節省大量的換流環節。很多負載本質上采用直流供電或者具備直流環節，如LED照明燈、電動車、計算機、手機、變頻器等，因此更易接入直流微網，省去交流配電網中的AC/DC轉換環節，節約了成本，也降低了損耗。另外，儲能設備多為直流形式，也更易接入直流微網。

在直流配電網中，為了充分發揮分布式能源設備的效能，直流微電網將是最主要的運行方式。然而，由于大多分布式可再生能源地理上分散、生產不連續、隨機性、波動性和間歇不穩定等特點，導致接入直流配電網的端口分散，電壓等級多樣、沒有標準化等問題。

較為接近的現有技術，即：將多個電力電子裝置使用一條直流母線連接，通過對多個電力電子裝置的控制實現多個端口的能量交互。該方法的缺點是當大功率時源節點和負載節點的距離較大，會產生較大的電流損耗和增加制造成本。另外單一直流母線只能支持與之相應電壓等級的設備，設備兼容性差。

目前對于直流母線的平抑方法主要有：

(1)使用超級電容系統接入直流母線，對直流母線的波動進行控制。該方法在同時平抑兩條母線時存在問題，難以同時實現對兩條母線的相等值平抑。