[發明專利]一種多端口智能微電網能源交換機及其控制方法和系統

在審

• 申請號: 201910865216.7
• 申請日: 2019-09-12
• 公開（公告）號: CN112491098A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 丁保迪;季宇;蘇劍;劉海濤;吳鳴;熊雄;張穎;胡轉娣;管荑;程艷
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司;國網山東省電力公司;國網山東省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J4/00
• 分類號: H02J4/00;H02J3/38;H02J3/02;H02J1/10;H02J7/35;H02J5/00
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明公開了一種多端口智能微電網能源交換機及其控制方法和系統，所述能源交換機包括：光伏斬波器、至少兩個儲能斬波器、輸出斬波器、主機逆變器、從機逆變器和控制芯片；所述光伏斬波器的一端和主機逆變器的一端連接，一個儲能斬波器的一端和從機逆變器的一端連接，另一個儲能斬波器的一端和輸出斬波器的一端連接；所述主機逆變器的另一端和從機逆變器的另一端連接生成三路交流端口和第一路直流端口，所述輸出斬波器的另一端生成第二路直流端口；所述光伏斬波器的另一端外接光伏發電站，兩個儲能斬波器的另一端分別連接一個外部儲能。本發明實現了新能源并網，縮小了系統占地，減小了投資成本，便于能源互聯網的建設工作。

技術領域

本發明涉及微電網及能量交換領域，具體涉及一種多端口智能微電網能源交換機及其控制方法和控制系統。

背景技術

能源互聯網是綜合運用先進的電力電子技術，信息技術和智能管理技術，將大量由分布式能量采集裝置，分布式能量儲存裝置和各種類型負載構成的新型電力網絡、石油網絡、天然氣網絡等能源節點互聯起來，以實現能量雙向流動的能量對等交換與共享網絡。能源互聯網在近些年得到了快速的發展，不同的研究者分別從不同角度發展實現能源互聯網，致力于建立一個電力為核心，能源與信息深度融合、互聯互動的新一代智慧網絡。微電網是區域能源互聯網的基本組成單元，傳統微電網建設方案多基于光伏變流器、儲能變流器及風機變流器等專用電力電子并網接口實現新能源并網，系統占地廣，投資較大，不利于能源互聯網的建設工作。

發明內容

為了解決現有技術中所存在的上述不足，本發明提供一種多端口智能微電網能源交換機，包括：光伏斬波器、至少兩個儲能斬波器、輸出斬波器、主機逆變器、從機逆變器和控制芯片；

所述光伏斬波器的一端和主機逆變器的一端連接，一個儲能斬波器的一端和從機逆變器的一端連接，另一個儲能斬波器的一端和輸出斬波器的一端連接；

所述主機逆變器的另一端和從機逆變器的另一端連接生成三路交流端口和第一路直流端口，所述輸出斬波器的另一端生成第二路直流端口，第一路交流端口與電網連接，其余交流端口以及所述第一路直流端口和第二路直流端口均與負載連接；

所述光伏斬波器的另一端外接光伏發電站，兩個儲能斬波器的另一端分別連接一個外部儲能。

優選的，所述第一路直流端口與48V直流負載連接。

優選的，所述第二路直流端口與400V直流負載連接。

優選的，所述第一交流端口依次通過逆變器側并網開關和網側并網開關與電網連接。

基于同一發明構思本發明還提供了一種對多端口智能微電網能源交換機的控制方法，包括：

S1、通過各儲能斬波器分別檢測與各儲能斬波器連接的儲能的電壓，當任何一路儲能的電壓儲能閾值時，則儲能電壓儲能閾值對應的儲能斬波器開啟定直流母線電壓模式運行并執行S2；否則通過光伏斬波器檢測光伏發電站是否有電，當光伏發電站有電時為任意一路儲能充電，繼續檢測儲能的電壓；

S2、設置輸出斬波器的運行模式并判斷網側電壓是否有電，當網側電壓有電時，則開啟運行并網模式，執行S3將光伏功率以最大輸出模式送到網側，否則開啟離網模式，執行S4將光伏功率以最大輸出模式送到負載側；

S3、設置主機逆變器和從機逆變器的并網運行模式，并基于各儲能荷電狀態，確定光伏發電站是否為各儲能充電；

S4、設置主機逆變器和從機逆變器的離網運行模式，并基于光伏功率和負載功率的關系，以及各儲能的荷電狀態，確定光伏斬波器的運行模式以及各儲能的運行狀態。

優選的，所述儲能電壓儲能閾值對應的儲能斬波器開啟定直流母線電壓模式運行并執行S2，包括：