一種基于雙向整流器的微網(wǎng)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于雙向整流器的微網(wǎng)系統(tǒng)，包括：風(fēng)力發(fā)電機(jī)、逆變器、直流母線、雙向整流器、電網(wǎng)、光伏電站和直流轉(zhuǎn)換器；其中，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過所述逆變器升壓至所述直流母線電壓，通過所述雙向整流器并入所述電網(wǎng)；所述光伏電站通過所述直流轉(zhuǎn)換器匯至所述直流母線，通過所述雙向整流器并入所述電網(wǎng)。本發(fā)明將可再生能源發(fā)電設(shè)備的輸出能量，通過接口設(shè)備變換成直流電能，匯至直流母線后，通過一系列的變流器，或像儲能電池充電，或者執(zhí)行電力調(diào)度將儲能電能或者新能源電站的電能反饋到電網(wǎng)中，輸送無功功率，提高電網(wǎng)的電能質(zhì)量，使可再生能源真正成為清潔能源，能夠更高效地被人類利用。
【專利說明】
一種基于雙向整流器的微網(wǎng)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及通訊技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于雙向整流器的微網(wǎng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在過去的幾十年，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，已逐步發(fā)展成集中發(fā)電、遠(yuǎn)距離輸電的超大互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，但遠(yuǎn)距離輸電的不斷增大、使得受端電網(wǎng)對外來電力的依賴程度不斷提高，電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性趨于下降，而且難于滿足多樣化供電需求。
[0003]散落分布的環(huán)保、高效和靈活的可再生能源發(fā)電站，如風(fēng)力發(fā)電站、光伏發(fā)電站等新能源發(fā)電站通過組建微網(wǎng)系統(tǒng)，更加有效地發(fā)揮其效能。由于可再生能源的特殊性，微網(wǎng)系統(tǒng)中引入儲能設(shè)備成為必然，并且通過用雙向整流電源進(jìn)行與儲能架構(gòu)與電網(wǎng)的聯(lián)系，在現(xiàn)有電力電子器件的基礎(chǔ)上，采用三相全橋電路構(gòu)成的雙向整流器的主電路，并用雙閉環(huán)控制方式。既可以將電網(wǎng)能量輸送至儲能系統(tǒng)儲存，也可以將儲能系統(tǒng)儲存的能量回送至電網(wǎng)，很好地解決了電動汽車或者電動車充電的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于雙向整流器的微網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，包括:風(fēng)力發(fā)電機(jī)、逆變器、直流母線、雙向整流器、電網(wǎng)、光伏電站和直流轉(zhuǎn)換器;其中，
[0005]所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過所述逆變器升壓至所述直流母線電壓，通過所述雙向整流器并入所述電網(wǎng)；
[0006]所述光伏電站通過所述直流轉(zhuǎn)換器匯至所述直流母線，通過所述雙向整流器并入所述電網(wǎng)。
[0007]進(jìn)一步的，在所述的基于雙向整流器的微網(wǎng)系統(tǒng)中，還包括:儲能電池;所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過所述逆變器升壓至所述直流母線電壓，對所述儲能電池充電；所述光伏電站通過所述直流轉(zhuǎn)換器匯至所述直流母線，對所述儲能電池充電。
[0008]進(jìn)一步的，在所述的基于雙向整流器的微網(wǎng)系統(tǒng)中，所述雙向整流器的結(jié)構(gòu)為:
[0009]三相交流電源經(jīng)過電抗器和線路電阻接到相應(yīng)的交流輸入端電流;所述交流輸入端電流分別接到相應(yīng)的交流輸入端電壓;輸出端接大電容和直流側(cè)負(fù)載;直流側(cè)電壓為平穩(wěn)的電流。
[0010]進(jìn)一步的，在所述的基于雙向整流器的微網(wǎng)系統(tǒng)中，所述雙向整流器的控制電路包括外部電壓環(huán)路和內(nèi)部電壓環(huán)路。
[0011]進(jìn)一步的，在所述的基于雙向整流器的微網(wǎng)系統(tǒng)中，所述外部電壓環(huán)路由直流電壓控制，電壓調(diào)節(jié)器的輸出作為電流的給定。
[0012]進(jìn)一步的，在所述的基于雙向整流器的微網(wǎng)系統(tǒng)中，所述內(nèi)部電壓環(huán)路由電流反饋和電流控制器構(gòu)成。
[0013]進(jìn)一步的，在所述的基于雙向整流器的微網(wǎng)系統(tǒng)中，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)是同步型風(fēng)力發(fā)電機(jī)、異步型風(fēng)力發(fā)電機(jī)、水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)和垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
[0014]進(jìn)一步的，在所述的基于雙向整流器的微網(wǎng)系統(tǒng)中，所述逆變器包括逆變橋、控制邏輯和濾波電路組。
[0015]本發(fā)明提供的基于雙向整流器的微網(wǎng)系統(tǒng)，具有以下有益效果:本發(fā)明將可再生能源發(fā)電設(shè)備的輸出能量，通過接口設(shè)備變換成直流電能，匯至直流母線后，通過一系列的變流器，或像儲能電池充電，或者執(zhí)行電力調(diào)度將儲能電能或者新能源電站的電能反饋到電網(wǎng)中，輸送無功功率，提高電網(wǎng)的電能質(zhì)量，使可再生能源真正成為清潔能源，能夠更高效地被人類利用。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明實施例的基于雙向整流器的微網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本發(fā)明實施例的基于雙向整流器的微網(wǎng)系統(tǒng)的雙向整流器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3是本發(fā)明實施例的基于雙向整流器的微網(wǎng)系統(tǒng)的雙向整流器的控制電路圖。
【具體實施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提出的基于雙向整流器的微網(wǎng)系統(tǒng)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。
[0020]請參考圖1，其是本發(fā)明實施例的基于雙向整流器的微網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明提供一種基于雙向整流器的微網(wǎng)系統(tǒng)，包括:風(fēng)力發(fā)電機(jī)1、逆變器2、直流母線3、雙向整流器4、電網(wǎng)5、光伏電站6和直流轉(zhuǎn)換器7;其中，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)I通過所述逆變器2升壓至所述直流母線3電壓，通過所述雙向整流器4并入所述電網(wǎng)5，向公共電網(wǎng)輸送無功功率，以提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性的微型電網(wǎng)供電與用電系統(tǒng)。；所述光伏電站6通過所述直流轉(zhuǎn)換器7匯至所述直流母線3，通過所述雙向整流器4并入所述電網(wǎng)5，向公共電網(wǎng)輸送無功功率，以提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性的微型電網(wǎng)供電與用電系統(tǒng)。
[0021]進(jìn)一步來說，所述基于雙向整流器的微網(wǎng)系統(tǒng)還包括:儲能電池8，；所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)I通過所述逆變器2升壓至所述直流母線3電壓，對所述儲能電池8充電;所述光伏電站6通過所述直流轉(zhuǎn)換器7匯至所述直流母線3，對所述儲能電池8充電。當(dāng)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)I或光伏電站6能夠滿足負(fù)載需求時，可以把多余的電能通過直流母線3匯至儲能電池8上。
[0022]進(jìn)一步來說，在本實施例中，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)I可以是同步型風(fēng)力發(fā)電機(jī)、異步型風(fēng)力發(fā)電機(jī)、水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)和垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
[0023]進(jìn)一步來說，在本實施例中，所述逆變器2包括逆變橋、控制邏輯和濾波電路組。
[0024]請參考圖2，其是本發(fā)明實施例的基于雙向整流器的微網(wǎng)系統(tǒng)的雙向整流器的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，所述雙向整流器的結(jié)構(gòu)為:
[0025]三相交流電源1^(仂、1^(0、1^(0經(jīng)過電抗器和線路電阻接到相應(yīng)的交流輸入端電流isa(t)、isb(t)、，isc；(t);所述交流輸入端電流isa(t)、isb(t)、，is。⑴分別接到相應(yīng)的交流輸入端電壓1^(〖)、1^。(0、1^(0;輸出端接大電容0<1和直流側(cè)負(fù)載1直流側(cè)電壓為平穩(wěn)的電流vd。，E為儲能電池電壓。
[0026]請參考圖3，其是本發(fā)明實施例的基于雙向整流器的微網(wǎng)系統(tǒng)的雙向整流器的控制電路圖。如圖3所示，所述雙向整流器的控制電路包括外部電壓環(huán)路和內(nèi)部電壓環(huán)路。所述外部電壓環(huán)路由直流電壓控制，電壓PI調(diào)節(jié)器的輸出作為d軸電流的給定。電流反饋和電流控制器構(gòu)成的內(nèi)部電流PI調(diào)節(jié)器的輸出，再加上目前的電流狀態(tài)反饋和電網(wǎng)電壓擾動前饋補(bǔ)償，有功電流和無功電流的靜態(tài)誤差控制，PWM調(diào)制開關(guān)信號。
[0027]綜上所述，本發(fā)明將可再生能源發(fā)電設(shè)備的輸出能量，通過接口設(shè)備變換成直流電能，匯至直流母線后，通過一系列的變流器，或像儲能電池充電，或者執(zhí)行電力調(diào)度將儲能電能或者新能源電站的電能反饋到電網(wǎng)中，輸送無功功率，提高電網(wǎng)的電能質(zhì)量，使可再生能源真正成為清潔能源，能夠更高效地被人類利用。
[0028]上述描述僅是對本發(fā)明較佳實施例的描述，并非對本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種基于雙向整流器的微網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，包括:風(fēng)力發(fā)電機(jī)、逆變器、直流母線、雙向整流器、電網(wǎng)、光伏電站和直流轉(zhuǎn)換器;其中， 所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過所述逆變器升壓至所述直流母線電壓，通過所述雙向整流器并入所述電網(wǎng)； 所述光伏電站通過所述直流轉(zhuǎn)換器匯至所述直流母線，通過所述雙向整流器并入所述電網(wǎng)。2.如權(quán)利要求1所述的基于雙向整流器的微網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，還包括:儲能電池;所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過所述逆變器升壓至所述直流母線電壓，對所述儲能電池充電；所述光伏電站通過所述直流轉(zhuǎn)換器匯至所述直流母線，對所述儲能電池充電。3.如權(quán)利要求1所述的基于雙向整流器的微網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述雙向整流器的結(jié)構(gòu)為: 三相交流電源經(jīng)過電抗器和線路電阻接到相應(yīng)的交流輸入端電流;所述交流輸入端電流分別接到相應(yīng)的交流輸入端電壓;輸出端接大電容和直流側(cè)負(fù)載;直流側(cè)電壓為平穩(wěn)的電流。4.如權(quán)利要求1所述的基于雙向整流器的微網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述雙向整流器的控制電路包括外部電壓環(huán)路和內(nèi)部電壓環(huán)路。5.如權(quán)利要求4所述的基于雙向整流器的微網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述外部電壓環(huán)路由直流電壓控制，電壓調(diào)節(jié)器的輸出作為電流的給定。6.如權(quán)利要求5所述的基于雙向整流器的微網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)部電壓環(huán)路由電流反饋和電流控制器構(gòu)成。7.如權(quán)利要求1所述的基于雙向整流器的微網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)是同步型風(fēng)力發(fā)電機(jī)、異步型風(fēng)力發(fā)電機(jī)、水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)和垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。8.如權(quán)利要求1所述的基于雙向整流器的微網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述逆變器包括逆變橋、控制邏輯和濾波電路組。
【文檔編號】H02J7/35GK105958540SQ201610417152
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月12日
【發(fā)明人】李高樹, 郭佳佳, 楊玉珍, 陸麗, 胡申怡, 王卯卯, 喬佳宇, 李菁菁, 曾繼鈺, 李賢書, 文睿鈞
【申請人】上海電機(jī)學(xué)院