[发明专利]交流负荷供电系统和方法

说明书

本公开提供一种交流负荷供电系统和方法，该系统包括：供电装置以及DC/AC转换器；所述DC/AC转换器的交流侧通过一交流总线耦接至交流电网及交流负荷；所述供电装置输出直流电能，经由一直流总线耦接至所述DC/AC转换器的直流侧；其中，所述供电装置包括储能模块和控制器；所述储能模块至少包括第一储能单元与第二储能单元，所述控制器被配置为控制所述第一储能单元的转换操作以输出低频分量至所述直流总线，所述控制器还被配置为控制所述第二储能单元的转换操作以输出高频功率至所述直流总线。

技术领域

本公开涉及供配电领域，尤其涉及一种交流负荷供电系统和方法。

背景技术

为缓解供电压力，由光伏、风力发电、储能装置等组成的直流微网系统逐渐受到重视。考虑到负荷波动的随机性，以及光伏、风力发电等可再生能源具有间歇性、分布式的特点，给直流微网的稳定带来了巨大挑战，而储能装置在保证能量平衡、电能质量及系统稳定运行上承担了重要角色。

大功率交流负荷，如电动汽车充电站、交流异步机，所需要的电能分为长期稳态电能和瞬间动态电能，单一的储能装置同时处理高频骤变负荷需求和低频长期负荷需求，会牺牲电池性能，增加电池成本。

在电网容量有限或电网故障时，大功率交流负荷要求电能供应无缝切换，而目前采用外接不间断电源(Uninterruptible Power System，UPS)方式，无法实现无缝切换，造成负荷断电。

发明内容

本公开实施例提供一种交流负荷供电系统和方法，进而至少在一定程度上克服由于现有技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开实施例的第一方面，提出一种交流负荷供电系统，该系统包括：供电装置以及DC/AC转换器；所述DC/AC转换器的交流侧通过一交流总线耦接至交流电网及交流负荷；所述供电装置输出直流电能，经由一直流总线耦接至所述DC/AC转换器的直流侧；其中，所述供电装置包括储能模块和控制器；所述储能模块至少包括第一储能单元与第二储能单元，所述控制器被配置为控制所述第一储能单元的转换操作以输出低频分量至所述直流总线，所述控制器还被配置为控制所述第二储能单元的转换操作以输出高频功率至所述直流总线。

在本公开的一种示例性实施例中，所述控制器被配置为控制所述第一储能单元运行在电流源模式输出所述低频分量；所述控制器还被配置为控制所述第二储能单元运行在电压源模式输出所述高频功率。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一储能单元包括低功率密度储能元件和第一DC/DC转换器，所述控制器被配置为控制所述第一DC/DC转换器的输出电流。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第二储能单元包括高功率密度储能元件和第二DC/DC转换器，所述控制器被配置为控制所述第二DC/DC转换器的输出电压。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一储能单元或第二储能单元包括飞轮储能装置和AC/DC转换器,所述控制器被配置为控制所述AC/DC转换器的输出电流或输出电压。

在本公开的一种示例性实施例中，所述储能模块具有一输出端口耦接至所述直流总线，所述储能模块包括多个储能单元，所述多个储能单元的输出端并联后耦接至所述输出端口，所述储能模块总的转换电能通过所述输出端口传输至所述直流总线。

在本公开的一种示例性实施例中，所述供电装置为一直流微网系统，所述直流微网系统还包括光伏发电模块、风力发电模块和柴油发电机中的一种或多种。