[發(fā)明專利]一種直流微電網(wǎng)發(fā)輸配電系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011267582.1
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112436500B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 江之奎;江瀛;羅海明;張建保
• 申請（專利權(quán)）人: 成都通用整流電器研究所
• 主分類號: H02J1/10
• 分類號: H02J1/10;H02J1/14
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 張超

1.一種直流微電網(wǎng)發(fā)輸配電系統(tǒng)，其特征在于，包括氫燃料發(fā)電機組、DC/DC轉(zhuǎn)換裝置、DC750V直流微電網(wǎng)和用戶用電轉(zhuǎn)換設(shè)備；其中，所述DC750V直流微電網(wǎng)的直流母線中設(shè)置有電池儲能系統(tǒng)；所述電池儲能系統(tǒng)包括儲能電池組和雙向DC/DC充放電裝置；

所述氫燃料發(fā)電機組發(fā)電經(jīng)各自對應(yīng)的DC/DC轉(zhuǎn)換裝置并入DC750V直流微電網(wǎng)，當(dāng)所述DC750V直流微電網(wǎng)的電壓發(fā)生突變，則并聯(lián)于所述DC750V直流微電網(wǎng)的儲能電池組通過雙向DC/DC充放電裝置動態(tài)調(diào)節(jié)所述DC750V直流微電網(wǎng)的直流母線上的電壓；具體地，當(dāng)所述用戶用電轉(zhuǎn)換設(shè)備的負(fù)載突增時，氫燃料發(fā)電機組由于動態(tài)響應(yīng)時間慢，特性軟，所述直流微電網(wǎng)母線的電壓下降，則所述儲能電池組通過雙向DC/DC充放電裝置將電池能放電回饋到所述直流母線上；當(dāng)所述用戶用電轉(zhuǎn)換設(shè)備的負(fù)載突減時，氫燃料發(fā)電機組由于動態(tài)響應(yīng)時間慢，特性軟，所述直流母線的電壓上升，則所述DC750V直流微電網(wǎng)通過雙向DC/DC充放電裝置將多余的電能輸出給儲能電池組；

同時所述DC750V直流微電網(wǎng)經(jīng)對應(yīng)的雙向DC/DC充放電裝置對儲能電池組充電，所述儲能電池組輸電給用戶用電轉(zhuǎn)換設(shè)備；

其中，所述DC/DC轉(zhuǎn)換裝置包括第一DC/DC功率整流模塊、第一均流濾波電感和第一電流傳感器，所述第一DC/DC功率整流模塊與所述第一均流濾波電感的一端連接，所述第一均流濾波電感的另一端與所述第一電流傳感器連接；所述雙向DC/DC充放電裝置包括第二DC/DC功率整流模塊、第二均流濾波電感和第二電流傳感器，所述第二DC/DC功率整流模塊與所述第二均流濾波電感的一端連接，所述第二均流濾波電感的另一端與所述第二電流傳感器連接；

所述第一DC/DC功率整流模塊或所述第二DC/DC功率整流模塊都包括前級PWM斬波升降壓單元和后級雙向隔離DC/DC變換單元；

所述前級PWM斬波升降壓單元包括升壓電路和降壓電路，所述升壓電路和所述降壓電路并聯(lián)連接；

前級PWM斬波升降壓單元具體為：IGBT器件T1反并聯(lián)二極管后發(fā)射極與二極管D2的陽極并聯(lián)在直流母線的負(fù)極，集電極與二極管D1的陽極連接，二極管D1的陰極經(jīng)電感L2連接至后級雙向隔離DC/DC變換單元；同時，反并聯(lián)二極管后的IGBT器件T1的集電極還連接與電感L1的一端，電感L1的另一端與反并聯(lián)二極管后的IGBT器件T2的集電極并聯(lián)在直流母線的正極，IGBT器件T2的發(fā)射極經(jīng)電感L3連接至后級雙向隔離DC/DC變換單元；同時，IGBT器件T2的發(fā)射極還與二極管D2的陰極連接；

當(dāng)所述氫燃料發(fā)電機組的輸出電壓低于DC375V時，則所述升壓電路對所述輸出電壓進行斬波升壓到DC375V；當(dāng)所述氫燃料發(fā)電機組的輸出電壓高于DC375V時，則所述降壓電路對所述輸出電壓進行斬波降壓到DC375V，為所述后級雙向隔離DC/DC變換單元提供穩(wěn)定的直流母線的電壓源；

所述后級雙向隔離DC/DC變換單元包括H橋PWM逆變電路、單相高頻隔離整流變壓器、單相橋式高頻整流變換電路和LC濾波電路；

當(dāng)所述后級雙向隔離DC/DC變換單元接收到所述直流母線的電壓源后，通過H橋PWM逆變電路處理為PWM高頻交流方波脈沖，并經(jīng)高頻整流變壓器隔離升壓，單相橋式高頻整流變換電路整流，LC濾波電路濾波后得到穩(wěn)定的直流母線電壓。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直流微電網(wǎng)發(fā)輸配電系統(tǒng)，其特征在于，所述后級雙向隔離DC/DC變換單元包括2個H橋，每個H橋包括4個IGBT，所述IGBT型號選用FF300R17KE3，所述IGBT的工作頻率為16KHZ、直流母線紋波系數(shù)≤2%以及靜態(tài)穩(wěn)壓控制精度≤±1%。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直流微電網(wǎng)發(fā)輸配電系統(tǒng)，其特征在于，所述LC濾波電路中的電容器選用2只并聯(lián)的420uF/1200V的薄膜型高頻濾波電容器，總電容為840uF。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直流微電網(wǎng)發(fā)輸配電系統(tǒng)，其特征在于，所述PWM高頻交流方波脈沖的頻率為16.5KHZ。