[实用新型]一种基于AC/DC变换器分时复用的直流微网装置

说明书

本实用新型属于电力电子技术领域，公开了一种基于AC/DC变换器分时复用的直流微网装置，设置有直流母线，直流母线通过双向AC/DC连接在交流电网上，直流母线直接通过DC/DC变换器或者AD/AC变换器连接直流负载和交流负载。该基于AC/DC变换器分时复用的直流微网装置，在数学模型上拟采用降阶解耦带扰动小信号模型，控制策略上拟采用直接电流控制方法，高效的控制方法会带来更加稳定的系统，从而为AC/DC的应用提供了更加宽阔的平台，助力电动汽车产业蓬勃发展。可以发挥IGBT特有的功率大、寿命长、效率高、成本低、故障率低的特点，提高了电网的功率因数，降低对电网污染,实现双向的能量流动。

技术领域

本实用新型属于电力电子技术领域，尤其涉及一种基于AC/DC变换器分时复用的直流微网装置。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的，

在微网中应用最广泛的变换器是由分开的整流装置和逆变装置来分别完成对储能装置的充电和供电过程，就单个电路环节而言管理起来简单，控制电路设计容易，但是对整体而言，增加了系统的模块数量和控制难度、降低了变换器的功率因数，且对电网的污染较大。

随着工业的飞速发展，人们对使用的电能的质量要求越来越高；在能源危机日益严重的今天，以高效节能优质合理的使用电能为特点的电力电子装置得到了前所未有的发展。然而，也引发了问题，即对电网的污染问题。而双向变换器能够有效的解决这一问题。

双向变换器越来越多的应用在交直交电气传动领域和直流电网输电系统中。例如AC-DC-AC可以方便的实现交流电机的四象限运行；高压直流输电和柔性交流输电中某些装置；共直流母线微网充电站系统中。直流母线微网方兴未艾。而充电功率的变化，接入直流母线微网的光伏系统等参数的变化，会对电网造成较大影响。

综上所述，现有技术存在的问题是：

新能源发电和储能电池充电引起的电网电压、相位及频率的变化，以及大规模储能电池无序充电对电网影响较大。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种基于AC/DC变换器分时复用的直流微网装置。本装置基于双向AC/DC变换器的能量转换系统，在很大程度上可以解决新能源并网发电、储能电池充电的波动性、随机性问题，可以实现新能源发电的平滑输出，能有效调节新能源发电和储能电池充电而引起的电网电压、相位及频率的变化，使得大规模可再生能源的发电可靠方便地并入电网，并减小大规模储能电池无序充电对电网的影响。同时由于基于PWM调制的双向AC/DC变化器不仅可以实现能量的双向传输，且可实现网侧电流的正弦化，可运行于单位功率因数，因而可以克服传统二极管不可控整流或晶闸管相控整流给电网和用电设备带来的影响。并且，通过适当的控制策略，可以控制变换器交流侧电流和功率因数，不仅可以使系统工作单位功率因数的整流和逆变还可实现变换器的四象限运行。

本实用新型是这样实现的，该基于AC/DC变换器分时复用的直流微网装置设置有直流母线，直流母线通过双向AC/DC连接在交流电网上，直流母线直接通过DC/DC变换器或者DC/AC变换器连接直流负载和交流负载。

双向AC/DC变换器作为分时复用的直流微网装置直流母线和交流母线连接的桥梁，可工作在整流或逆变状态，从而实现之交流母线间的能量双向流动。双向AC/DC变流器还需为直流微网装置系统提供重要的电压与频率支撑，是保障整个直流微网装置系统可靠运行的核心装置。

该基于AC/DC变换器分时复用的直流微网装置采用三相对称无中线连接方式，交流母线滤波器采用L型滤波，C为直流母线侧滤波电容，并采用了六只功率开关管，构成了三相半桥电压型AC/DC变换器。每一个功率开关管都反向并联了二极管，交流侧通过三个滤波电感连接在信号源上，负载侧安装有一个滤波电容并连接到输出负载上。

所述交流电网侧电流波形正弦化且功率因数为1。