專利名稱：一種適用于現(xiàn)代樓宇的三線制直流微網(wǎng)系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三線制直流微網(wǎng)系統(tǒng)及其控制方法，尤其是涉及一種適用于現(xiàn)代樓宇的三線制直流微網(wǎng)系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代樓宇智能化技術(shù)的推進(jìn)，對(duì)用電水平和保障用電的不間斷性提出了更高的要求，越來(lái)越多的有各種電平需求的弱電系統(tǒng)使建筑物具有安全、便利、高效、節(jié)能的特點(diǎn)。具體來(lái)講，現(xiàn)代樓宇內(nèi)主要包括數(shù)字監(jiān)控及報(bào)警系統(tǒng)、樓宇對(duì)講系統(tǒng)、門(mén)禁系統(tǒng)、多媒體會(huì)議系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等。其主要負(fù)荷為計(jì)算機(jī)及其充電設(shè)備，照明，空調(diào)，通訊負(fù)載等，它們對(duì)電平的需求主要為直流_48￥，24￥(±12￥)，5￥及交流22(^等。而且隨著分布式發(fā)電(DG) 的應(yīng)用日益廣泛，采用直流微網(wǎng)系統(tǒng)可以通過(guò)連接DG中的直流輸出型電源(例如光伏系統(tǒng)、燃料電池等)，直接給負(fù)載供給直流電能。因此采用直流配電網(wǎng)能更好的滿足這些負(fù)荷的用電需求，而且采用直流供電，降低了從電源到負(fù)載的轉(zhuǎn)換損耗，大幅提高了供電效率， 更加節(jié)能環(huán)保。在現(xiàn)代樓宇內(nèi)，既有采用220V工頻供電的交流電動(dòng)機(jī)負(fù)荷，又有手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、 電腦等工作電壓不同的直流負(fù)荷。應(yīng)用直流微網(wǎng)系統(tǒng)，直流負(fù)荷可直接獲得直流電能，省去 AC/DC轉(zhuǎn)換器，同時(shí)減少轉(zhuǎn)換過(guò)程中的電能損耗。區(qū)別于傳統(tǒng)的直流配電網(wǎng)中廣泛采用的兩線制(供電線路對(duì)地電壓與負(fù)載額定電壓相同)，三線制(正、負(fù)電源配電線，接地線)可以使配電線路的對(duì)地電壓降為兩線制的一半，從而提高供電質(zhì)量和供電安全性。微網(wǎng)的核心問(wèn)題在于保證微網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行以及主網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)微網(wǎng)能獨(dú)立穩(wěn)定安全的運(yùn)行，即微網(wǎng)的控制策略問(wèn)題。根據(jù)分布式電源輸出功率和負(fù)荷的變化合理的運(yùn)用電池充放電控制策略，不斷對(duì)蓄電池的工作狀態(tài)進(jìn)行切換和調(diào)節(jié)，使其在充電、放電等多種工況下交替運(yùn)行，保證系統(tǒng)工作的連續(xù)性和穩(wěn)定性。在直流微網(wǎng)與大電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行或直流微網(wǎng)離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)分別采用鉗壓技術(shù)、恒壓控制技術(shù)進(jìn)行電壓控制，在微網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程中采用合理的切換操作控制技術(shù)，對(duì)直流微網(wǎng)的構(gòu)建具有重要意義。目前，國(guó)內(nèi)適用于現(xiàn)代樓宇的直流微網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)尚屬空白，直流微網(wǎng)與大電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行以及直流微網(wǎng)離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的控制技術(shù)還有待深入研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問(wèn)題；提供了一種三線雙極性直流配電，降低了直流母線對(duì)地電壓，并且在負(fù)載側(cè)布置的變換器，有助于提供高質(zhì)量的電能的一種適用于現(xiàn)代樓宇的三線制直流微網(wǎng)系統(tǒng)及其控制方法。本發(fā)明還有一目的是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問(wèn)題；提供了一種可以提供各種不同的電平，而且這些變換器沒(méi)有工頻變壓器，可以提高轉(zhuǎn)換效率減小變換器的體積，并且光伏陣列產(chǎn)生的能量可以直接或通過(guò)DC/DC用于負(fù)載，可以提高系統(tǒng)效率的一種適用于現(xiàn)代樓宇的三線制直流微網(wǎng)系統(tǒng)及其控制方法。
本發(fā)明再有一目的是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問(wèn)題；提供了一種當(dāng)大電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，微網(wǎng)系統(tǒng)從大電網(wǎng)斷開(kāi)，無(wú)縫切換到微網(wǎng)內(nèi)電源供電，當(dāng)大電網(wǎng)恢復(fù)供電時(shí)，再無(wú)縫切換回大電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，并且控制策略比較簡(jiǎn)單只需要控制有功功率的平衡和直流電壓的一種適用于現(xiàn)代樓宇的三線制直流微網(wǎng)系統(tǒng)及其控制方法。本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的一種適用于現(xiàn)代樓宇的三線制直流微網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，包括一條直流三線制配電線路、一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)、至少一個(gè)帶相應(yīng)DC/DC變流器的光伏發(fā)電裝置、一組儲(chǔ)能蓄電池及其相應(yīng)的DC/DC變流器、至少一個(gè)帶相應(yīng)直流負(fù)載的DC/DC變流器、至少一個(gè)帶相應(yīng)單相工頻交流負(fù)載的DC/AC逆變器、一個(gè)帶相應(yīng)三相交流負(fù)載的頻率幅值可調(diào)的DC/AC逆變器、一個(gè)接入大電網(wǎng)的三相AC/DC的整流/逆變裝置、一個(gè)電壓平衡器以及一個(gè)控制系統(tǒng)； 所述光伏發(fā)電裝置相應(yīng)的DC/DC變流器的一側(cè)接直流母線，另一側(cè)接光伏發(fā)電裝置；所述的直流電壓平衡器一側(cè)接三相AC/DC的整流/逆變裝置的直流側(cè)，另一側(cè)接直流母線；所述的儲(chǔ)能蓄電池相應(yīng)的DC/DC變流器一側(cè)接直流母線，另一側(cè)接儲(chǔ)能蓄電池；所述的直流負(fù)載的DC/DC變流器的一側(cè)接直流母線，另一側(cè)接直流負(fù)載；所述的單相交流工頻負(fù)載的 DC/AC逆變器的直流側(cè)接入直流母線，交流側(cè)接交流負(fù)載；所述的三相頻率幅值可調(diào)的DC/ AC逆變器的直流側(cè)接入直流母線，交流側(cè)接交流負(fù)載；所述的接入大電網(wǎng)的三相AC/DC整流/逆變裝置的直流側(cè)接入直流母線，交流側(cè)接大電網(wǎng)和柴油發(fā)電機(jī)；所述柴油發(fā)電機(jī)、三相AC/DC的整流/逆變裝置、與光伏發(fā)電裝置相連的DC/DC變流器、以及與儲(chǔ)能蓄電池相連的DC/DC變流器均與所述控制系統(tǒng)相連。一種適用于現(xiàn)代樓宇的三線制直流微網(wǎng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括以下步驟實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊對(duì)電網(wǎng)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)選擇執(zhí)行以下步驟，所述電網(wǎng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)包括并網(wǎng)運(yùn)行和離網(wǎng)運(yùn)行選擇執(zhí)行步驟I :實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊檢測(cè)當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)若為并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，并檢測(cè)到主網(wǎng)故障則由切換模塊將當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)由并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)入離網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)；若檢測(cè)到主網(wǎng)并無(wú)故障則保持并網(wǎng)狀態(tài)；選擇執(zhí)行步驟2 :實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊檢測(cè)當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)若為離網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，并檢測(cè)到主網(wǎng)恢復(fù)供電則由切換模塊將當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)由離網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)入并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)； 若檢測(cè)到主網(wǎng)尚未恢復(fù)供電則保持離網(wǎng)狀態(tài)。在上述的適用于現(xiàn)代樓宇的三線制直流微網(wǎng)系統(tǒng)的控制方法，所述選擇步驟I 中，切換模塊將當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)由并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)入離網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的具體操作方法如下步驟3. 1，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊檢測(cè)當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)若為并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，并檢測(cè)到主網(wǎng)故障后，切換模塊控制三相AC/DC整流/逆變裝置馬上停機(jī)，并斷開(kāi)并網(wǎng)開(kāi)關(guān)；步驟3. 2，切換模塊控制直流儲(chǔ)能裝置的DC/DC變換器工作于鉗壓狀態(tài)，使直流母線電壓根據(jù)當(dāng)前三相AC/DC的整流/逆變裝置的工作狀態(tài)鉗在下限值700V或者鉗在上限值800V ；步驟3. 3，完成步驟3. 2后逐步提升或降低直流母線電壓至750V，然后轉(zhuǎn)為直流電壓控制，檢測(cè)蓄電池端電壓，若下降值超過(guò)了額定電壓的12.5%，則啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)。
在上述的適用于現(xiàn)代樓宇的三線制直流微網(wǎng)系統(tǒng)的控制方法，所述步驟3. 2中， 三相AC/DC的整流/逆變裝置的工作狀態(tài)分為整流狀態(tài)或逆變狀態(tài)；若三相AC/DC工作于整流狀態(tài)，則使直流母線電壓鉗在下限值700V ;若三相AC/DC工作于逆變狀態(tài)，則使直流母線電壓鉗在上限值800V。在上述的適用于現(xiàn)代樓宇的三線制直流微網(wǎng)系統(tǒng)的控制方法，所述步驟3. 2中， 若三相AC/DC工作于整流狀態(tài)，則逐步提升直流母線電壓至750V，提升速度為15V/S，若三相AC/DC工作于逆變狀態(tài)，則逐步降低直流母線電壓至750V，降低速度為15V/S。在上述的適用于現(xiàn)代樓宇的三線制直流微網(wǎng)系統(tǒng)的控制方法，所述選擇步驟2 中，切換模塊將當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)由離網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)入并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的具體操作方法如下步驟6. 1，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊檢測(cè)當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)若為離網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，并檢測(cè)到主網(wǎng)恢復(fù)供電，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊實(shí)時(shí)檢測(cè)三相AC/DC整流/逆變裝置是否同步鎖相，若是執(zhí)行步驟
6.2，否則保持離網(wǎng)狀態(tài)；步驟6. 2，檢測(cè)是否啟用了柴油發(fā)電機(jī)，并根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)狀態(tài)選擇執(zhí)行以下步驟步驟6. 31，若啟用了柴油發(fā)電機(jī)，則斷開(kāi)柴油發(fā)電機(jī)，DC/DC變換器轉(zhuǎn)入鉗壓控制使直流母線電壓嵌在下限值700V后執(zhí)行步驟6. 3 ；步驟6. 32，若沒(méi)有啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)，則直接將DC/DC變換器轉(zhuǎn)入鉗壓控制使直流母線電壓嵌在下限值700V后執(zhí)行步驟6. 3 ；步驟6. 3，啟動(dòng)三相AC/DC整流/逆變裝置，逐步提升參考電壓至750V，提升速度是15V/S，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)運(yùn)行。在上述的一種適用于現(xiàn)代樓宇的三線制直流微網(wǎng)系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括依次連接的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊和切換模塊。因此，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1.三線雙極性直流配電，降低了直流母線對(duì)地電壓， 負(fù)載可以選375V，-375V或750V ；2.在負(fù)載側(cè)布置的變換器，有助于提供高質(zhì)量的電能，例如一個(gè)負(fù)載的短路不會(huì)影響到其他負(fù)載；3.可以提供各種不同的電平，而且這些變換器沒(méi)有工頻變壓器，提高轉(zhuǎn)換效率減小變換器的體積；4.光伏陣列產(chǎn)生的直流能量可以直接或通過(guò)DC/DC用于負(fù)載，可以提高系統(tǒng)效率；5.當(dāng)大電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，微網(wǎng)系統(tǒng)從大電網(wǎng)斷開(kāi)，無(wú)縫切換到微網(wǎng)內(nèi)電源供電，當(dāng)大電網(wǎng)恢復(fù)供電時(shí)，再無(wú)縫切換到大電網(wǎng)；6.控制策略比較簡(jiǎn)單只需要控制有功功率的平衡和直流電壓。


圖I為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖2是主網(wǎng)故障時(shí)離網(wǎng)運(yùn)行的控制流程圖。圖3是離網(wǎng)后再并網(wǎng)運(yùn)行的控制流程圖。圖4是本發(fā)明協(xié)調(diào)運(yùn)行控制方法流程圖。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。
實(shí)施例如圖I所示，三線制直流微網(wǎng)系統(tǒng)，包括一條直流三線制配電線路、一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)、至少一個(gè)帶相應(yīng)DC/DC變流器的光伏發(fā)電裝置、一組儲(chǔ)能蓄電池及其相應(yīng)的DC/DC變流器、至少一個(gè)帶相應(yīng)直流負(fù)載的DC/DC變流器、至少一個(gè)帶相應(yīng)單相工頻交流負(fù)載的DC/ AC逆變器、一個(gè)帶相應(yīng)三相交流負(fù)載的頻率幅值可調(diào)的DC/AC逆變器、一個(gè)接入大電網(wǎng)的三相AC/DC的整流/逆變裝置、一個(gè)電壓平衡器以及一個(gè)控制系統(tǒng)；所述光伏發(fā)電裝置相應(yīng)的DC/DC變流器的一側(cè)接直流母線，另一側(cè)接光伏發(fā)電裝置；所述的直流電壓平衡器一側(cè)接三相AC/DC的整流/逆變裝置的直流側(cè)，另一側(cè)接直流母線；所述的儲(chǔ)能蓄電池相應(yīng)的 DC/DC變流器一側(cè)接直流母線，另一側(cè)接儲(chǔ)能蓄電池；所述的直流負(fù)載的DC/DC變流器的一側(cè)接直流母線，另一側(cè)接直流負(fù)載；所述的單相交流工頻負(fù)載的DC/AC逆變器的直流側(cè)接入直流母線，交流側(cè)接交流負(fù)載；所述的三相頻率幅值可調(diào)的DC/AC逆變器的直流側(cè)接入直流母線，交流側(cè)接交流負(fù)載；所述的接入大電網(wǎng)的三相AC/DC整流/逆變裝置的直流側(cè)接入直流母線，交流側(cè)接大電網(wǎng)和柴油發(fā)電機(jī)；所述柴油發(fā)電機(jī)、三相AC/DC的整流/逆變裝置、與光伏發(fā)電裝置相連的DC/DC變流器、以及與儲(chǔ)能蓄電池相連的DC/DC變流器均與所述控制系統(tǒng)相連。所述的三線制直流微網(wǎng)系統(tǒng)的基本運(yùn)行方式為當(dāng)主網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，主要由光伏陣列給負(fù)載供電，主網(wǎng)可補(bǔ)充光伏發(fā)電與實(shí)際負(fù)荷需求之間的差額，如果光伏發(fā)電有富余， 則通過(guò)雙向三相AC/DC逆變回主網(wǎng)，如果鉛酸電池剩余容量較小，由主網(wǎng)給蓄電池充電；微網(wǎng)離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，主要由光伏陣列給負(fù)載供電，蓄電池可補(bǔ)充光伏與實(shí)際負(fù)荷需求之間的差額，如果鉛酸電池剩余容量較小，由柴油發(fā)電機(jī)補(bǔ)充光伏與實(shí)際負(fù)荷需求之間的差額。綜合協(xié)調(diào)控制如圖4所示微網(wǎng)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控并網(wǎng)狀態(tài)和主網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，若是并網(wǎng)運(yùn)行，并檢測(cè)到主網(wǎng)故障則轉(zhuǎn)入離網(wǎng)運(yùn)行，否則保持并網(wǎng)狀態(tài)；若是離網(wǎng)運(yùn)行，并檢測(cè)到主網(wǎng)恢復(fù)供電則轉(zhuǎn)入并網(wǎng)運(yùn)行，否則保持離網(wǎng)狀態(tài)，具體步驟如下實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊對(duì)電網(wǎng)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)選擇執(zhí)行以下步驟，所述電網(wǎng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)包括并網(wǎng)運(yùn)行和離網(wǎng)運(yùn)行選擇執(zhí)行步驟I :實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊檢測(cè)當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)若為并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，并檢測(cè)到主網(wǎng)故障則由切換模塊將當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)由并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)入離網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)；若檢測(cè)到主網(wǎng)并無(wú)故障則保持并網(wǎng)狀態(tài)；選擇執(zhí)行步驟2 :實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊檢測(cè)當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)若為離網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，并檢測(cè)到主網(wǎng)恢復(fù)供電則由切換模塊將當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)由離網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)入并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài); 若檢測(cè)到主網(wǎng)尚未恢復(fù)供電則保持離網(wǎng)狀態(tài)。下面結(jié)合附圖2、3，對(duì)本發(fā)明中由并網(wǎng)到離網(wǎng)的無(wú)縫切換(選擇執(zhí)行步驟I)以及由離網(wǎng)到并網(wǎng)的無(wú)縫切換(選擇執(zhí)行步驟2)進(jìn)行說(shuō)明。(I)其中，當(dāng)檢測(cè)到主網(wǎng)發(fā)生故障，需要離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的切換如圖2所示步驟3. 1，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊檢測(cè)當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)若為并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，并檢測(cè)到主網(wǎng)故障后，切換模塊控制三相AC/DC整流/逆變裝置馬上停機(jī)，并斷開(kāi)并網(wǎng)開(kāi)關(guān)；步驟3. 2，切換模塊控制直流儲(chǔ)能裝置的DC/DC變換器工作于鉗壓狀態(tài)，使直流母線電壓根據(jù)當(dāng)前三相AC/DC的整流/逆變裝置的工作狀態(tài)鉗在下限值700V或者鉗在上限值800V ；
步驟3. 3，完成步驟3. 2后逐步提升或降低直流母線電壓至750V，然后轉(zhuǎn)為直流電壓控制，檢測(cè)蓄電池端電壓，若下降值超過(guò)了額定電壓的12.5%，則啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)。本步驟中，三相AC/DC的整流/逆變裝置的工作狀態(tài)分為整流狀態(tài)或逆變狀態(tài)；若三相AC/DC工作于整流狀態(tài)，則使直流母線電壓鉗在下限值700V ;若三相AC/DC工作于逆變狀態(tài)，則使直流母線電壓鉗在上限值800V ;并且若三相AC/DC工作于整流狀態(tài)，則逐步提升直流母線電壓至750V，提升速度為15V/S，若三相AC/DC工作于逆變狀態(tài)，則逐步降低直流母線電壓至 750V，降低速度為15V/S。(2)其中，當(dāng)檢測(cè)到主網(wǎng)恢復(fù)供電，需要并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的切換如圖3所示步驟6. 1，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊檢測(cè)當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)若為離網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，并檢測(cè)到主網(wǎng)恢復(fù)供電，切換模塊實(shí)時(shí)檢測(cè)三相AC/DC整流/逆變裝置是否同步鎖相，若是執(zhí)行步驟6. 2， 否則保持離網(wǎng)狀態(tài)；步驟6. 2，檢測(cè)是否啟用了柴油發(fā)電機(jī)，并根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)狀態(tài)選擇執(zhí)行以下步驟步驟6. 31，若啟用了柴油發(fā)電機(jī)，則斷開(kāi)柴油發(fā)電機(jī)，DC/DC變換器轉(zhuǎn)入鉗壓控制使直流母線電壓嵌在下限值700V后執(zhí)行步驟6. 3 ；步驟6. 32，若沒(méi)有啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)，則直接將DC/DC變換器轉(zhuǎn)入鉗壓控制使直流母線電壓嵌在下限值700V后執(zhí)行步驟6. 3 ；步驟6. 3，啟動(dòng)三相AC/DC整流/逆變裝置，逐步提升參考電壓至750V，提升速度是15V/S，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)運(yùn)行。本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說(shuō)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類(lèi)似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍。
權(quán)利要求
1.一種適用于現(xiàn)代樓宇的三線制直流微網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，包括一條直流三線制配電線路、一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)、至少一個(gè)帶相應(yīng)DC/DC變流器的光伏發(fā)電裝置、一組儲(chǔ)能蓄電池及其相應(yīng)的DC/DC變流器、至少一個(gè)帶相應(yīng)直流負(fù)載的DC/DC變流器、至少一個(gè)帶相應(yīng)單相工頻交流負(fù)載的DC/AC逆變器、一個(gè)帶相應(yīng)三相交流負(fù)載的頻率幅值可調(diào)的DC/AC逆變器、一個(gè)接入大電網(wǎng)的三相AC/DC的整流/逆變裝置、一個(gè)電壓平衡器以及一個(gè)控制系統(tǒng)； 所述光伏發(fā)電裝置相應(yīng)的DC/DC變流器的一側(cè)接直流母線，另一側(cè)接光伏發(fā)電裝置；所述的直流電壓平衡器一側(cè)接三相AC/DC的整流/逆變裝置的直流側(cè)，另一側(cè)接直流母線；所述的儲(chǔ)能蓄電池相應(yīng)的DC/DC變流器一側(cè)接直流母線，另一側(cè)接儲(chǔ)能蓄電池；所述的直流負(fù)載的DC/DC變流器的一側(cè)接直流母線，另一側(cè)接直流負(fù)載；所述的單相交流工頻負(fù)載的 DC/AC逆變器的直流側(cè)接入直流母線，交流側(cè)接交流負(fù)載；所述的三相頻率幅值可調(diào)的DC/ AC逆變器的直流側(cè)接入直流母線，交流側(cè)接交流負(fù)載；所述的接入大電網(wǎng)的三相AC/DC整流/逆變裝置的直流側(cè)接入直流母線，交流側(cè)接大電網(wǎng)和柴油發(fā)電機(jī)；所述柴油發(fā)電機(jī)、三相AC/DC的整流/逆變裝置、與光伏發(fā)電裝置相連的DC/DC變流器、以及與儲(chǔ)能蓄電池相連的DC/DC變流器均與所述控制系統(tǒng)相連。
2.—種權(quán)利要求I所述的適用于現(xiàn)代樓宇的三線制直流微網(wǎng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括以下步驟實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊對(duì)電網(wǎng)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)選擇執(zhí)行以下步驟， 所述電網(wǎng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)包括并網(wǎng)運(yùn)行和離網(wǎng)運(yùn)行選擇執(zhí)行步驟I :實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊檢測(cè)當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)若為并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，并檢測(cè)到主網(wǎng)故障則由切換模塊將當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)由并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)入離網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)；若檢測(cè)到主網(wǎng)并無(wú)故障則保持并網(wǎng)狀態(tài)；選擇執(zhí)行步驟2 :實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊檢測(cè)當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)若為離網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，并檢測(cè)到主網(wǎng)恢復(fù)供電則由切換模塊將當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)由離網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)入并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)；若檢測(cè)到主網(wǎng)尚未恢復(fù)供電則保持離網(wǎng)狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適用于現(xiàn)代樓宇的三線制直流微網(wǎng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述選擇步驟I中，切換模塊將當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)由并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)入離網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的具體操作方法如下步驟3. 1，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊檢測(cè)當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)若為并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，并檢測(cè)到主網(wǎng)故障后，切換模塊控制三相AC/DC整流/逆變裝置馬上停機(jī)，并斷開(kāi)并網(wǎng)開(kāi)關(guān)；步驟3. 2，切換模塊控制直流儲(chǔ)能裝置的DC/DC變換器工作于鉗壓狀態(tài)，使直流母線電壓根據(jù)當(dāng)前三相AC/DC的整流/逆變裝置的工作狀態(tài)鉗在下限值700V或者鉗在上限值 800V ；步驟3. 3，完成步驟3. 2后逐步提升或降低直流母線電壓至750V，然后轉(zhuǎn)為直流電壓控制，檢測(cè)蓄電池端電壓，若下降值超過(guò)了額定電壓的12.5%，則啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適用于現(xiàn)代樓宇的三線制直流微網(wǎng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述步驟3. 2中，三相AC/DC的整流/逆變裝置的工作狀態(tài)分為整流狀態(tài)或逆變狀態(tài)；若三相AC/DC工作于整流狀態(tài)，則使直流母線電壓鉗在下限值700V ;若三相AC/DC工作于逆變狀態(tài)，則使直流母線電壓鉗在上限值800V。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的適用于現(xiàn)代樓宇的三線制直流微網(wǎng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述步驟3. 2中，若三相AC/DC工作于整流狀態(tài)，則逐步提升直流母線電壓至750V，提升速度為15V/S，若三相AC/DC工作于逆變狀態(tài)，則逐步降低直流母線電壓至750V，降低速度為15V/S。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適用于現(xiàn)代樓宇的三線制直流微網(wǎng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述選擇步驟2中，切換模塊將當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)由離網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)入并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的具體操作方法如下步驟6. 1，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊檢測(cè)當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)若為離網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，并檢測(cè)到主網(wǎng)恢復(fù)供電，切換模塊實(shí)時(shí)檢測(cè)三相AC/DC整流/逆變裝置是否同步鎖相，若是執(zhí)行步驟6. 2，否則保持離網(wǎng)狀態(tài)；步驟6. 2，檢測(cè)是否啟用了柴油發(fā)電機(jī)，并根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)狀態(tài)選擇執(zhí)行以下步驟步驟6. 31，若啟用了柴油發(fā)電機(jī)，則斷開(kāi)柴油發(fā)電機(jī)，DC/DC變換器轉(zhuǎn)入鉗壓控制使直流母線電壓嵌在下限值700V后執(zhí)行步驟6. 3 ；步驟6. 32，若沒(méi)有啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)，則直接將DC/DC變換器轉(zhuǎn)入鉗壓控制使直流母線電壓嵌在下限值700V后執(zhí)行步驟6. 3 ；步驟6. 3，啟動(dòng)三相AC/DC整流/逆變裝置，逐步提升參考電壓至750V，提升速度是 15V/S，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)運(yùn)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種適用于現(xiàn)代樓宇的三線制直流微網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述控制系統(tǒng)包括依次連接的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊和切換模塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種適用于現(xiàn)代樓宇的三線制直流微網(wǎng)系統(tǒng)及其控制方法。包括一條直流三線制配電線路、一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)、至少一個(gè)帶相應(yīng)DC/DC變流器的光伏發(fā)電裝置、一組儲(chǔ)能蓄電池及其相應(yīng)的DC/DC變流器、至少一個(gè)帶相應(yīng)直流負(fù)載的DC/DC變流器、至少一個(gè)帶相應(yīng)單相工頻交流負(fù)載的DC/AC逆變器、一個(gè)帶相應(yīng)三相交流負(fù)載的頻率幅值可調(diào)的DC/AC逆變器、一個(gè)接入大電網(wǎng)的三相AC/DC整流/逆變裝置、一個(gè)電壓平衡器、一個(gè)微網(wǎng)控制系統(tǒng)。本發(fā)明能夠滿足微網(wǎng)系統(tǒng)長(zhǎng)期、高效、穩(wěn)定的運(yùn)行。
文檔編號(hào)H02J7/35GK102593832SQ20121006878
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月15日
發(fā)明者劉暢, 呂偉, 姚俊濤, 孫建軍, 李玉梅, 查曉明, 黃剛 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)