[发明专利]一种直流微电网系统

说明书

技术领域

本发明涉及新能源领域，特别涉及到直流局域电网。

背景技术

在全球节能、环保、可持续发展的大趋势下，风力发电、光伏发电、微型燃气轮机等分布式发电装置日渐成为满足负荷增长需求、减少环境污染、提高能源综合利用效率和供电可靠性的一种有效途径。但是，高渗透率的分布式发电对电力系统的安全稳定运行也带来了新的挑战，如改变配电网原有的潮流方向，给电压调节、继电保护、网损、电网规划及传统控制装置等带来新的问题，限制了分布式电源优势的发挥等。现有电力系统尤其是配电网还不具备大量接收分布式电源的能力，成为可再生能源发展的最大障碍。

因此，需要一种新的技术方案以解决上述问题。

发明内容

针对上述现有技术所存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种既可以由外部电网向用电器供电，也可以由分布式发电装置向电网补充电能的直流微电网系统。

为实现上述目的，本发明直流微电网系统可采用如下技术方案：

一种直流微电网系统，包括控制系统、发电系统、双向供电系统、电压匹配转换装置、直流母线和电线；

所述控制系统包括微电网中心控制服务器、路由器及信号线组成，微电网中心服务器通过路由器，信号线与光伏电池的DC/DC转换器、风力发电机的AC/DC转换器、内燃机的AC/DC转换器、双向供电系统中的DC/AC转换器、双向供电系统中的三相AC/DC转换器、电源匹配转换系统中的DC/DC转换器、电源匹配转换系统中的单相DC/AC转换器及电源匹配转换系统中的三相DC/AC转换器连接；

所述发电系统包括光伏电池、光伏电池的DC/DC转换器、风力发电机、风力发电机的AC/DC转换器、内燃机、内燃机的AC/DC转换器组成，光伏电池通过光伏电池DC/DC转换器与直流母线相连；风力发电机通过风力发电机AC/DC转换器与直流母线相连；微型内燃机通过内燃机AC/DC转换器与直流母线相连；

所述双向供电系统包括电压平衡装置、正向供电AC/DC转换器、逆向供电三相DC/AC转换器；电压平衡装置一端与直流母线相连，另一端通过正向供电AC/DC转换器与交流电网公共连接点相连；逆向供电三相DC/AC转换器一端与交流电网连接，一端与直流母线连接；

所述电压匹配转换装置包括直流用电器的DC/DC转换器、储能器的DC/DC转换器、单相DC/AC转换器、三相DC/AC转换器，直流用电器的DC/DC转换器一端与直流母线连接，另一端与直流用电器连接；储能器DC/DC转换器一端与直流母线连接，另一端与储能器连接；单相交流用电器DC/AC转换器一端与直流母线连接，另一端与单相交流用电器连接；三相交流用电器DC/AC转换器一端与直流母线连接，另一端与三相交流用电器连接。

本发明与现有技术相比：可将各种分布式电源集成在一起，直接向用电器供电，富余能量通过储能器储存，当储能器储存的能量达到最大容量后，系统富余能量可补充到交流电网，当系统能量不能保证用电器工作时可通过交流电网向用电器补充能量；系统通过自动控制可实现与交流电网的连接与切断，在交流电网发生故障时，切断与交流电网的连接，系统可独立运行；另外，交流电网在向系统补充能量时经电压平衡装置处理，可减少系统运行对交流电网的冲击。

进一步的，光伏发电装置，燃气轮机，风力发电机的电能经过各自连接的DC/DC或AC/DC转换装置后输入直流母线，然后通过光伏发电装置，燃气轮机，风力发电机各自连接的DC/DC装置转换成与直流用电器匹配的电压向直流用电器供电或输入储能器进行电能储存；以及经交流用电器DC/AC装置转换为与交流用电器匹配的交流电向交流用电器供电；直流微电网富余电能通过三相DC/AC连接到交流电网公共连接点向交流电网补充电能。当微电网电能不足时，外部交流电网通过电压平衡装置向微电网补充电能。

附图说明

图1为本发明直流微电网系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。