[发明专利]微电网系统

说明书

技术领域

本发明涉及微电网技术领域，尤其涉及微电网系统。

背景技术

近几年微电网成为了国内外研究的热点，这类电网可以有效地就近消纳分布式能源发出的电能，不需要远距离的长途输配电，因此可以大大提高电能的利用率，实现就近发电就近用电。并且随着分布式发电技术的不断进步，微电网成为了未来电网的一个发展趋势。

由于微电网技术还不够成熟，基本处于研究和示范的阶段，因此商业运营的案例极少。目前的微电网主要为交流输出，需要使用直流电的电器(例如，直流变频空调、LED灯、消费电子类产品以及各种电池充电器等)就需要带有整流桥电路和和功率因素校正电路或者是配备额外的电源适配器，以将微电网提供的交流电转换为直流使用，这样导致直流电器设备的成本较高，且降低了电能利用率。

因此，亟需提出一种降低直流电器设备成本和提高电能利用率的微电网方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种微电网系统，旨在降低直流电器设备的成本和提高电能利用率。

为实现上述目的，本发明提供一种微电网系统，所述微电网系统包括分布式发电模块、电能变换模块、电源管理模块、储电模块、直流母线和直流降压模块，其中：

所述分布式发电模块经所述电能变换模块连接所述电源管理模块，所述电能变换模块接收所述分布式发电模块产生的电能，并将接收到的电能转化为稳定的直流电压输出到所述电源管理模块；

所述电源管理模块经所述直流母线连接所述直流降压模块，所述电源管理模块依次经所述直流母线和所述直流降压模块以输出电压为负载供电；

所述电源管理模块连接所述储电模块的充放电端，控制所述储电模块的充电及放电。

优选地，所述电源管理模块控制所述储电模块充电及放电的方式包括：所述电源管理模块在所述负载的用电负荷小于所述电能变换模块输出的功率时，对所述储电模块进行充电；所述电源管理模块在所述负载的用电负荷大于所述电能变换模块输出的功率时，控制所述储电模块放电；所述电源管理模块在所述负载的用电负荷等于所述电能变换模块输出的功率时，控制所述储电模块不工作。

优选地，所述电源管理模块包括能量管理单元、直流升压电路、充放电电路和二极管，所述二极管的正极连接所述电能变换模块，所述二极管的负极经所述充放电电路连接所述储电模块的充放电端，所述二极管的负极还经所述直流升压电路连接所述直流母线；所述能量管理单元分别连接所述充放电电路、所述直流升压电路和所述直流降压模块。

优选地，所述微电网系统还包括与所述直流母线连接的双向直流/交流变换器，所述双向直流/交流变换器用于将所述直流母线与外部电网系统连接。

优选地，所述电源管理模块与所述双向直流/交流变换器连接，所述电源管理模块在所述电能变换模块无输出时，控制所述双向直流/交流变换器由所述外部电网系统向所述直流母线的方向导通。

优选地，所述电源管理模块在所述储电模块充满电且所述负载的用电负荷小于所述电能变换模块输出的功率时，控制所述双向直流/交流变换器由直流所述母线向所述外部电网系统的方向导通。

优选地，所述直流降压模块包括至少一个中压降压器和至少一个低压降压器，所述中压降压器和低压降压器分别与所述直流母线连接。

优选地，所述储电模块包括并联连接的蓄电池、超级电容及飞轮电池。

优选地，所述分布式发电模块包括至少一个发电单元，所述电能变换模块包括至少一个稳压单元，所述稳压单元与所述发电单元一一对应；所述发电单元经对应的稳压单元连接所述电源管理模块，所述稳压单元接收对应的发电单元产生的电能，并将接收到的电能转化为稳定的直流电压输出到所述电源管理模块。

本发明微电网系统，采用全直流输出给电器设备供电，电器设备无需设计整流桥电路和功率因素校正电路或者无需配备额外的适配器，降低了电器设备的成本，并且提升了电能的利用率；另外，本实施例的微电网系统采用全直流设计，由于直流电流没有交流电所存在的趋肤效应，因此，相较于交流电设计的微电网而言，在相同的带载能力条件下，本实施例的微电网系统可以采用更细的电力传输线，系统成本降低。本实施例的微电网系统的架构简单、更加微小化，适用于家庭使用，以及适用于未架设电网的偏远地区使用。

附图说明

图1为本发明微电网系统第一实施例的架构示意图；

图2为本发明微电网系统第一实施例中的部分模块示意图；

图3为本发明微电网系统第一实施例中储电模块的模块结构示意图；