[发明专利]一种基于光储交直流混合微网切换控制系统及方法

说明书

本发明公开一种基于光储交直流混合微网切换控制系统及方法，该控制系统包括控制单元、光伏发电模块、电池储能模块、交直流负荷、IGBT驱动电路、开关模块以及交流电网，光伏发电模块包括顺次电连接的光伏板、第一隔离双向DC/DC电路、第一逆变桥式电路、第一LC滤波电路和第一接触器单元；电池储能模块包括顺次电连接的电池、第二隔离双向DC/DC电路、第一逆变桥式电路、第二LC滤波电路和第二接触器单元；第一隔离双向DC/DC电路、第二隔离双向DC/DC电路、IGBT驱动电路和开关模块均连接至控制单元；控制单元通过IGBT驱动电路和开关模块对混合微网进行并网和离网的控制操作。本发明既是交流微网又是直流微网，可根据交、直流负荷的需求来自动切换微网系统的类型。

技术领域

本发明属于电力控制技术领域，具体涉及一种基于光储交直流的混合微网切换控制系统及方法。

背景技术

随着可再生能源已经成为全球能源战略发展的一种趋势，微网技术作为提高可再生能源有效性、可靠性的一种最重要的手段，利用微网技术可以解决可再生能源的接入问题。随着交直流型电源以及交直流负荷的大力发展，对交直流负载的高效利用显得尤为重要。在智能电网和数字化时代，单一的交流微电网系统或直流微电网系统已经体现出在能源利用率和控制能效上有着明显的缺陷。在此背景下，兼顾交流微电网和直流微电网的特点，一种交直流混合微网系统应运而生，必先成为未来微网技术发展的主流。

以光伏发电和电池储能作为基础，在交流电网并网和离网两个状态切换时，通过对光伏发电模块和储能系统中的逆变桥开关器件进行相应地控制，可以实现交、直流微网系统的切换和控制，提供相应的电能给交直流负荷并使其正常运行。

现有技术是单一的交流微电网系统或直流微电网系统已经表现出在能源利用率和控制上有着明显的缺陷。具体表现在单一的交流微网或直流微网中只能对单一的交流负荷或直流负荷提供电能，而不能根据相应的控制策略随时进行交、直流微网的切换，满足不同负荷的供能需求，导致能源利用率低和控制能效缺乏。

发明内容

在下文中给出了关于本发明实施例的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，以下概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

针对现有技术的缺点所在，本发明提出了基于光伏、储能以及交直流负荷形成的小型微电网系统，在和交流大电网并网以及离网时，通过对光伏发电模块和储能系统中的逆变桥式电路的IGBT进行相应控制策略，可输出和交流电网同相位的三相交流电或者供直流负荷运行的直流电，即根据交、直流负荷需求完成交、直流微网的快速切换。

根据本申请的一个方面，提供一种基于光储交直流混合微网切换控制系统，包括控制单元A0、光伏发电模块、电池储能模块、交直流负荷、IGBT驱动电路A2、开关模块以及交流电网A8(或称交流大电网)，光伏发电模块和电池储能模块均通过开关模块连接至交流电网A8。其中，光伏发电模块包括顺次电连接的光伏板(光伏PV)、第一隔离双向DC/DC电路A1、第一逆变桥式电路G1、第一LC滤波电路G2和第一接触器单元；电池储能模块包括顺次电连接的电池A3(也可以是其他储能部件)、第二隔离双向DC/DC电路A4、第二逆变桥式电路G3、第二LC滤波电路和第二接触器单元；交直流负荷包括交流负荷、直流负荷和第三接触器单元，交直流负荷通过第三接触器单元经由开关模块连接至交流电网A8；第一隔离双向DC/DC电路A1、第二隔离双向DC/DC电路A4、IGBT驱动电路A2和开关模块均连接至控制单元A0；控制单元A0通过IGBT驱动电路A2和开关模块对混合微网进行并网和离网的控制操作。