[發明專利]一種智能工廠高壓直流供配電系統及其能源管理系統

在審

• 申請號: 202210388181.4
• 申請日: 2022-04-13
• 公開（公告）號: CN114725986A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 李鵬;黃相博;霍記斌;杜元武
• 申請（專利權）人: 岳陽耀寧新能源科技有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/28;H02J7/35;H02J7/02;H02M3/04;H02M5/10;H02M7/68
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 祝歡歡

本發明公開了一種智能工廠高壓直流供配電系統及其能源管理系統。為了克服現有鋰電池制造過程中的儲能系統雙向逆變器模塊和充電樁整流模塊及直流負載設備具備功率因數校正回路和諧振電路，造成AC/DC模塊轉換效率低、占用空間大的問題；本發明包括：移相變壓器，用于整流裝置的單向導電；雙向逆變器，用于對輸入的交流電進行整流，雙向逆變器的整流模塊替換功率校正回路和濾波電路；儲能系統，用于儲存電能、為電網系統供能，包括多組儲能鋰電池組；光伏發電系統，用于將光能轉化為電能、為系統供電。優點是減少設備體積，提升轉換效率；減少電能轉換，提升能源利用效率；系統具備一體化能源管理系統，對各模塊進行統一管理，能夠有效避免能源浪費。

技術領域

本發明涉及能源管理技術領域，尤其涉及一種智能工廠高壓直流供配電系統及其能源管理系統。

背景技術

隨著新能源技術的發展，鋰電池作為重要的能源載體，在化學儲能、新能源汽車等領域已經廣泛應用。鋰電池制造工序多，自動化設備多，耗能高。同時為了保證鋰電池品質及性能，廠房內部溫濕度和潔凈度要求高。相對應的在鋰電池制造過程中，空調、除濕機等廠房動力輔助設備配置較大功率才能夠滿足生產需求。電力能耗在鋰電池制造總成本占比達5~10%。鋰電池制造工廠原有供配電系統為交流輸配電，所有用電負荷全部為交流輸入。其中鋰電池充放電系統交流輸入經過整流之后對鋰電池進行充放電。若接入儲能系統，鋰電池組放電經過PCS（雙向逆變器）逆變成交流電供其他負載使用。

例如，一種在中國專利文獻上公開的“小型工商業用能源管理系統”，其公開號CN113972675A，公開日2022-01-25，包括數據采集模塊、監控統計模塊、儲能管理模塊、監控調度模塊和柴發投切模塊；數據采集模塊，用于采集模擬量、開關量和電能量，采集的對象包括儲能鋰電池系統、光伏設備、保護裝置、柴發裝置、輔助設備和外部設備等；儲能管理模塊包含SOC維護單元、主電源切換單元和儲能預警單元；SOC維護單元，用于實時獲取電池的SOC容量狀態，在預設的間隔時長進行電池深度充放電并對電池容量進行校正。該方案整流模塊、逆變模塊的轉換效率低，供配電系統不能進行統一協調管理，電力系統的穩定性較低。

發明內容

本發明主要解決現有鋰電池制造過程中的儲能系統雙向逆變器模塊和充電樁整流模塊及直流負載設備具備功率因數校正回路和諧振電路，造成AC/DC模塊轉換效率低、占用空間大的問題；提供一種智能工廠高壓直流供配電系統及其能源管理系統。

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：

本發明一種智能工廠高壓直流供配電系統及其能源管理系統，所述供配電系統包括：

移相變壓器，用于整流裝置的單向導電，與雙向逆變器連接；

雙向逆變器，用于對輸入的交流電進行整流，雙向逆變器的整流模塊替換功率校正回路和濾波電路，與直流負載設備、儲能系統、光伏發電系統連接；

儲能系統，用于儲存電能、為電網系統供能，包括多組儲能鋰電池組，儲能系統與直流負載設備、光伏發電系統連接；

光伏發電系統，用于將光能轉化為電能、為系統供電。

采用本方案通過雙向逆變器的整流模塊取消功率校正回路和濾波電路，交流轉直流轉化效率提升，減小雙向逆變器設備體積，同等尺寸條件下，整流模塊可提供較大功率。

作為優選，所述移相變壓器中的一次繞組接入交流10KV進線，所述移相變壓器還配置有若干個移相繞組和交流繞組，所述移相繞組與雙向逆變器連接，所述交流繞組與系統內的交流負載設備連接。

采用本方案可以提高交直流的轉化效率。

作為優選，所述儲能系統充放電策略為：

儲能鋰電池組接入直流母線，在電網電價峰值階段，雙向逆變器降低整流模塊輸出電壓，儲能鋰電池組進行放電供給直流負載設備使用；

在電網電價谷值階段，雙向逆變器輸出電壓升高并進行電流控制，對儲能鋰電池組進行充電。