[发明专利]一种智能直流微电网系统及控制方法

权利要求书

1.一种智能直流微电网系统，其特征在于：包括电源模块(1)、负荷模块(2)、储能模块(3)、并网控制器(4)、智能直流微电网连接功率电路(5)、智能直流微电网通信总线(6)、智能直流微电网预测和优化控制模块、监控模块(7)；所述的电源模块(1)、负荷模块(2)、储能模块(3)、并网控制器(4)、智能直流微电网连接功率电路(5)、智能直流微电网通信总线(6)、智能直流微电网预测和优化控制模块、监控模块(7)数量为一个及以上；

所述的电源模块(1)用于向智能直流微电网系统提供电能，包括分布式电源(11)及与其相连的最大功率跟踪器(12)；所述的最大功率跟踪器(12)集成有电压电流传感器模块、微控制器模块、CAN总线通信模块和故障处理模块；

所述的负荷模块(2)包括负荷(21)、变换器(22)，变换器(22)与负荷(21)相连；所述的变换器(22)集成有电压电流传感器模块、微控制器模块、CAN总线通信模块和故障处理模块；所述的负荷(21)指任选不可控负荷或可控负荷之一，所述的变换器(22)指任选DC/DC变换器或DC/AC变换器之一；

所述的储能模块(3)用于通过电能储存或释放调节智能直流微电网系统功率平衡，包括储能装置和双向DC/DC变换器(32)，所述储能装置包括蓄电池(31)和超级电容(31)；双向DC/DC变换器(32)分别与蓄电池、超级电容相连；所述的双向DC/DC变换器(32)集成有电压电流传感器模块、微控制器模块、CAN总线通信模块和故障处理模块；

所述的并网控制器(4)选用双向DC/AC控制器，用于调节直流微电网系统的功率平衡，并且用于智能直流微电网系统并网或孤岛运行状态的控制；所述的双向DC/AC控制器集成有电压电流传感器模块、微控制器模块、CAN总线通信模块和故障处理模块；

所述的智能直流微电网连接功率电路(5)用于智能直流微电网系统电源模块(1)、负荷模块(2)、储能模块(3)和并网控制器(4)之间的连接，并用于智能直流微电网系统电源模块(1)、负荷模块(2)、储能模块(3)和并网控制器(4)之间的电能传输；

所述智能直流微电网通信总线(6)用于电源模块(1)、负荷模块(2)、储能模块(3)、并网控制器(4)、智能直流微电网预测和优化控制模块和监控模块(7)之间的高速双向信息通信；

所述智能直流微电网预测和优化控制模块用于预测和优化电源模块(1)、负荷模块(2)和储能模块(3)运行状态；所述智能直流微电网预测和优化控制模块使用预测和优化算法得到实时控制指令和预测控制指令，并通过智能直流微电网通信总线(6)发送给电源模块(1)、负荷模块(2)和储能模块(3)；

所述监控模块(7)包括监控硬件和监控软件，硬件根据使用需求任意选择PC机或者服务器；软件包括智能直流微电网预测和优化控制模块算法和智能直流微电网系统监控人机交互软件平台。

2.如权利要求1所述的一种智能直流微电网系统，其特征在于：所述的最大功率跟踪器(12)、变换器(22)、双向DC/AC控制器和双向DC/DC变换器(32)均集成有电压电流传感器模块、微控制器模块、故障处理模块，用于直流微电网电能质量控制、故障动作类暂态控制，充分发挥智能直流微电网系统分布式控制的优势，并且能够提高直流微电网可靠性；所述的最大功率跟踪器(12)、变换器(22)、双向DC/AC控制器和双向DC/DC变换器(32)均集成有CAN总线通信模块，集成的CAN总线通信模块通过智能直流微电网通信总线(6)相连接，能够改善智能直流微电网系统的双向信息通信能力和系统的扩展性；所述智能直流微电网预测和优化控制模块生成的优化指令包括实时指令和预测指令；通信正常时，智能直流微电网系统根据实时指令运行；当通信故障时，智能直流微电网系统能根据预测指令继续运行，改善传统直流微电网可靠性。

3.如权利要求1或2所述的一种智能直流微电网系统，其特征在于：所述CAN总线通信模块主动与监控模块(7)校对时钟，所有的最大功率跟踪器(12)、变换器(22)、双向DC/AC控制器(4)和双向DC/DC变换器(32)与监控模块保持时钟一致；同时CAN总线通信具有良好的双向通信能力、简单易扩展，有利于智能直流微电网系统的双向信息通信和系统的扩展。