交直流混合微網(wǎng)系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及微網(wǎng)組網(wǎng)技術領域，尤其是涉及一種交直流混合微網(wǎng)系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 隨著對電力需求的不斷增長，集中式大電網(wǎng)（公共電網(wǎng)）在過去數(shù)十年里迅速發(fā) 展，成為主要的電力供應。由于集中供電較為脆弱，經(jīng)常會導致大規(guī)模的停電事故，因此人 們開始研究微網(wǎng)系統(tǒng)。同時，由于近年來分布式發(fā)電系統(tǒng)(例如風能發(fā)電系統(tǒng)、太陽能發(fā)電 系統(tǒng)）的大規(guī)模發(fā)展，因此將分布式發(fā)電系統(tǒng)接入微網(wǎng)系統(tǒng)已經(jīng)成為未來的主要電力網(wǎng)絡 發(fā)展趨勢。
[0003]目前應用比較廣泛的微網(wǎng)系統(tǒng)為基于交流總線的微網(wǎng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)中，太陽能、風 能等分布式發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電力經(jīng)過直流到交流的變換傳送至交流總線。但是負載不僅由 交流負載，還有直流負載，例如直流充電粧、直流電機、LED照明燈等，因此在為直流負載供 電時，需要將交流電轉(zhuǎn)換到高壓直流電，再將高壓直流電轉(zhuǎn)換為低壓直流電。多次的轉(zhuǎn)換， 會造成系統(tǒng)電能的損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是如何減少因電流轉(zhuǎn)換造成的系統(tǒng)電能損失。
[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明提出了一種交直流混合微網(wǎng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：
[0000]交流母線，適于連接交流負載；
[0007]直流母線，適于連接直流負載；
[0008]第一供電系統(tǒng)，與所述交流母線連接；
[0009] 第二供電系統(tǒng)，與所述直流母線連接。
[0010] 進一步地，所述直流母線和所述交流母線之間連接有雙向交直流變換器。
[0011] 進一步地，所述第一供電系統(tǒng)和所述第二供電系統(tǒng)均包括與對應母線連接的分布 式發(fā)電系統(tǒng)。
[0012] 進一步地，所述分布式發(fā)電系統(tǒng)包括風能發(fā)電系統(tǒng)和/或太陽能發(fā)電系統(tǒng)。
[0013]進一步地，所述太陽能發(fā)電系統(tǒng)包括光伏陣列及光伏逆變器，所述光伏逆變器連 接在所述光伏陣列和所述對應母線之間。
[0014]進一步地，所述第一供電系統(tǒng)和所述第二供電系統(tǒng)還均包括與對應母線連接的儲 能裝置。
[0015]進一步地，所述第一供電系統(tǒng)的儲能裝置包括第一蓄電池組及交流-直流儲能逆 變器，所述交流直流儲能逆變器連接在所述蓄電池組和所述交流母線之間；所述第二供電 系統(tǒng)的儲能裝置包括第二蓄電池組及直流-直流斬波變換器，所述直流-直流斬波變換器連 接在所述第二蓄電池組和所述直流母線之間。
[0016]進一步地，所述第一供電系統(tǒng)和/或所述第二供電系統(tǒng)還包括與對應母線連接的 發(fā)電機組。
[0017]本發(fā)明中不僅包括交流母線，也包括直流母線，第一供電系統(tǒng)可通過交流母線為 交流負載供電，第二供電系統(tǒng)可通過直流母線為直流負載供電，因此直流負載所需的電能 可不必經(jīng)過交流到直流的轉(zhuǎn)換得到，因此在一定程度上避免了交直轉(zhuǎn)換所導致的系統(tǒng)電能 損失。
【附圖說明】
[0018]通過參考附圖會更加清楚的理解本發(fā)明的特征信息和優(yōu)點，附圖是示意性的而不 應理解為對本發(fā)明進行任何限制，在附圖中：
[0019]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明交直流混合微網(wǎng)系統(tǒng)的一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020] 為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點，下面結(jié)合附圖和具體實 施方式對本發(fā)明進行進一步的詳細描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施 例及實施例中的特征可以相互組合。
[0021] 在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可 以采用其他不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本發(fā)明的保護范圍并不受下面公開 的具體實施例的限制。
[0022] 本發(fā)明提供一種交直流混合微網(wǎng)系統(tǒng)，如圖1所示，該系統(tǒng)包括：
[0023]交流母線，適于連接交流負載；
[0024]直流母線，適于連接直流負載；
[0025]第一供電系統(tǒng)，與所述交流母線連接；
[0026]第二供電系統(tǒng)，與所述直流母線連接。
[0027]本發(fā)明中不僅包括交流母線，也包括直流母線，第一供電系統(tǒng)可通過交流母線為 交流負載供電，第二供電系統(tǒng)可通過直流母線為直流負載供電，因此直流負載所需的電能 可不必經(jīng)過交流到直流的轉(zhuǎn)換得到，因此在一定程度上避免了交直轉(zhuǎn)換所導致的系統(tǒng)電能 損失。
[0028] 進一步地，所述直流母線和所述交流母線之間可連接有雙向交直流變換器。
[0029]在正常情況下，第一供電系統(tǒng)通過交流母線為交流負載供電，第二供電系統(tǒng)通過 直流母線為直流負載供電。但是當?shù)诙╇娤到y(tǒng)提供的電能不足以滿足直流負載的需求 時，第一供電系統(tǒng)可通過該雙向交直流變換器向直流母線提供電能，進而為直流負載供電。 同理，當?shù)谝还╇娤到y(tǒng)提供的電能不足以滿足交流負載的需求時，第二供電底桐通過該雙 向交直流變換器向交流母線提供電能，進而為交流負載供電。因此雙向交直流變換器的設 置，提高了微網(wǎng)系統(tǒng)供電靈活性，使供電系統(tǒng)的電能合理利用，實現(xiàn)了高效節(jié)能的目的，防 止了某一側(cè)的供電系統(tǒng)供電不足對微網(wǎng)功率系數(shù)的影響，減少了因供電不足導致的故障。 [0030]其中，所述第一供電系統(tǒng)和所述第二供電系統(tǒng)可均包括與對應母線連接的分布式 發(fā)電系統(tǒng)。也就是說，第一供電系統(tǒng)包括與交流母線連接的分布式發(fā)電系統(tǒng)，第二供電系統(tǒng) 包括與直流母線連接的分布式發(fā)電系統(tǒng)。進一步地，所述分布式發(fā)電系統(tǒng)可包括風能發(fā)電 系統(tǒng)和/或太陽能發(fā)電系統(tǒng)。例如圖1中，第一供電系統(tǒng)的分布式發(fā)電系統(tǒng)為風能發(fā)電系統(tǒng)， 第二供電系統(tǒng)的分布式發(fā)電系統(tǒng)為太陽能發(fā)電系統(tǒng)。
[0031]所述太陽能發(fā)電系統(tǒng)包括光伏陣列及光伏逆變器，所述光伏逆變器連接在所述光 伏陣列和所述對應母線之間。例如圖1中，光伏逆變器連接在光伏陣列和直流母線之間。 [0032]當?shù)谝还╇娤到y(tǒng)中的分布式發(fā)電系統(tǒng)所供電能超出交流負載所需電能及第二供 電系統(tǒng)中的分布式發(fā)電系統(tǒng)所供電能超出直流負載所需電能時，可能會造成能量的浪費。 因此本發(fā)明的供電系統(tǒng)還可包括儲能裝置。第一供電系統(tǒng)中的分布式發(fā)電系統(tǒng)將多余的電 能存儲在與交流母線連接的儲能裝置中，第二供電系統(tǒng)中的分布式發(fā)電系統(tǒng)將多余的電能 存儲在與直流母線連接的儲能裝置中。當分布式發(fā)電系統(tǒng)所提供的電能不足以滿足對應負 載需求時，可利用儲能裝置中的電能為對應負載供電。
[0033] 如圖1所示，所述第一供電系統(tǒng)的儲能裝置包括第一蓄電池組及交流-直流儲能逆 變器，所述交流直流儲能逆變器連接在所述蓄電池組和所述交流母線之間。所述第二供電 系統(tǒng)的儲能裝置包括第二蓄電池組及直流-直流斬波變換器，所述直流-直流斬波變換器連 接在所述第二蓄電池組和所述直流母線之間。
[0034] 另外，為了保證供電系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，避免因分布式發(fā)電系統(tǒng)故障導致的供電 事故，所述第一供電系統(tǒng)和/或所述第二供電系統(tǒng)還包括與對應母線連接的發(fā)電機組。例如 圖1中，第一供電系統(tǒng)中與交流母線連接的柴油發(fā)電機組。
[0035] 本發(fā)明的交流母線還連接有電網(wǎng)，用以對交流母線為交流負載所提供的電能進行 變電、輸電、配電等工作。
[0036] 下面以圖1所示的微網(wǎng)系統(tǒng)為例，說明本發(fā)明的幾種供電情況：
[0037] 首先，圖1中的微網(wǎng)系統(tǒng)有以下15種工作模式：
[0038] (1)模式1:風能發(fā)電系統(tǒng)向交流負載供電，太陽能發(fā)電系統(tǒng)向直流負載供電。
[0039] (2)模式2:風能發(fā)電系統(tǒng)向交流負載，同時風能發(fā)電系統(tǒng)和太陽能發(fā)電系統(tǒng)向直 流負載供電。此時，交流母線利用雙向交直流變換器的整流功能，向直流母線供電。此模式 的工作場景一般為微網(wǎng)系統(tǒng)的總發(fā)電功率大于或等于負載總需求功率，其中風能發(fā)電系統(tǒng) 的實際發(fā)電功率大于風能發(fā)電系統(tǒng)的預設功率，而太陽能發(fā)電系統(tǒng)的實際發(fā)電功率不足以 滿足直流負載需求功率。
[0040] (3)模式3:風能發(fā)電系統(tǒng)向交流負載供電，太陽能發(fā)電系統(tǒng)和直流側(cè)的儲能裝置 向直流負載供電。此模式的工作場景可以為微網(wǎng)系統(tǒng)的總發(fā)電功率大于等于負載總需求功 率(場景3A)，也可以為微網(wǎng)系統(tǒng)的總發(fā)電功率小于負載總需求功率(場景3B)。
[0041] (4)模式4:風能發(fā)電系統(tǒng)向交流負載供電，同時風能發(fā)電系統(tǒng)、太陽能發(fā)電系統(tǒng)、 第二儲能裝置一起向直流負載供電。此模式的工作場景一般可為:微網(wǎng)系統(tǒng)的總發(fā)電功率 小于負載總需求功率，其中，風能發(fā)電系統(tǒng)的實際發(fā)電功率大于風能發(fā)電系統(tǒng)的預設功率。
[0042] (5)模式5:太陽能發(fā)電系統(tǒng)向直流負載供電，同時太陽能發(fā)電系統(tǒng)和風能發(fā)電系 統(tǒng)一起向交流負載供電。此時直流母線利用雙向交直流變換器的逆變功能，向交流母線供 電。此模式的工作場景一般為太陽能發(fā)電系統(tǒng)的實際發(fā)電功率大于太陽能發(fā)電系統(tǒng)的的預 設功率，而風能發(fā)電系統(tǒng)的實際發(fā)電功率不足以滿足交流負載的需求。
[0043] (6)模式6:太陽能發(fā)電系統(tǒng)向直流負載供電，風能發(fā)電系統(tǒng)和交流側(cè)的儲能裝置 向交流流負載供電。此模式的工作場景可以為微網(wǎng)系統(tǒng)總發(fā)電工作大于等于負載總需求功 率(場景6A)，也可以為微網(wǎng)系統(tǒng)總發(fā)電工作大于等于負載總需求功率(場景6B)。
[0044] (7)模式7:太陽能發(fā)電系統(tǒng)向直流負載供電，同時，太陽能發(fā)電系統(tǒng)、風能發(fā)電系 統(tǒng)和交流側(cè)的儲能裝置一起向交流負載供電。
[0045] (8)模式8:風能發(fā)電系統(tǒng)和交流側(cè)的儲能裝置向交流負載供電，太陽能發(fā)電系統(tǒng) 和直流側(cè)的儲能裝置向直流負載供電。此模式的工作場景可以為微網(wǎng)系統(tǒng)總發(fā)電工作小于 負載總需求功率，而風能發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率小于風能發(fā)電系統(tǒng)的預設功率，太陽能發(fā)電 系統(tǒng)的實際發(fā)電功率小于太陽能發(fā)電系統(tǒng)的預設功率。
[0046] (9)模式9:風能發(fā)電系統(tǒng)向交流負載供電，同時，風能發(fā)電系統(tǒng)、太陽能發(fā)電系統(tǒng) 及交流側(cè)的儲能裝置一起向直流負載供電。此時交流母線利用雙向交直流變換器的整流功 能，向直流母線供電。此模式的工作場景為微網(wǎng)系統(tǒng)總發(fā)電功率小于負載總需求功率，且直 流側(cè)的儲能裝置已經(jīng)充分放電。
[0047] (10)模式10:風能發(fā)電系統(tǒng)和交流側(cè)的儲能裝置向交流負載供電，太陽能發(fā)電系 統(tǒng)和交流側(cè)的儲能裝置向直流負載供電。此時交流母線利用雙向交直流變換器的整流功 能，向直流母線供電。此模式的工作場景為:微網(wǎng)系統(tǒng)的總發(fā)電功率小于負載總需求功率， 直流側(cè)的儲能裝置已經(jīng)充分放電，風能發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率小于交流負載所需功率。
[0048] (11)模式11:太陽能發(fā)電系統(tǒng)向直流負載供電，太陽能發(fā)電系統(tǒng)、風能發(fā)電系統(tǒng)、 直流側(cè)的儲能裝置一起向交流負載供電。此時直流母線利用雙向交直流變換器的逆變功 能，向交流母線供電。微網(wǎng)系統(tǒng)的總發(fā)電功率小于負載總需求功率，且交流側(cè)的儲能裝置已 經(jīng)充分放電。
[0049] (12)模式12:風能發(fā)電系統(tǒng)和直流側(cè)的儲能裝置向交流負載供電，太陽能發(fā)電系 統(tǒng)和直流側(cè)的儲能裝置向直流負載供電。此時直流母線利用雙向交直流變換器的逆變功 能，向交流母線供電。此模式的工作場景為:微網(wǎng)系統(tǒng)的總發(fā)電功率小于負載總需求功率， 且太陽能發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率小于直流負載所需功率，風能發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率小于交流 負載所需功率，且交流側(cè)的儲能裝置已經(jīng)充分放電。