一種交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種微電網(wǎng)系統(tǒng)，尤其是涉及一種交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 根據(jù)美國CERTS(TheConsortiumforElectricReliabilityTechnology Solutions)對微電網(wǎng)的定義，微電網(wǎng)是由負載和分布式電源DGs(Distributed Generations)組成的獨立可控系統(tǒng)，為當?shù)靥峁╇娔芎蜔崮堋?br>[0003] 分布式電源DGs由于污染少、安裝地點靈活等多方面優(yōu)點近年來得到快速發(fā)展， 但大量DGs接入電網(wǎng)也產(chǎn)生了一些不良影響。相對大電網(wǎng)而言，微電網(wǎng)是接納分布式電源 更加友好的方式。
[0004] 新材料、信息技術和電力電子技術的長足發(fā)展和廣泛應用，用戶對用電需求、電能 質量及供電可靠性等要求不斷提高，特別是現(xiàn)代化工商業(yè)發(fā)展中敏感負載（大多是重要負 載）的大量使用，對供電可靠性的要求非常高，甚至瞬時的電壓波動如電壓暫降、短時中斷 都會造成設備跳閘停機，造成巨大的經(jīng)濟損失甚至造成人身傷亡事故，對供電可靠性要求 達到9個9(99. 9999999%)甚至是10個9(99. 99999999%)。而傳統(tǒng)交流電網(wǎng)的供電可靠 性大概是4個9 (99. 99% )，對應的用戶平均停電時間基本上在0. 876h(約53min)左右，預 計在五年以后達到5個9(99. 999%)。這顯然滿足不了重要負載的高供電可靠性要求?，F(xiàn) 有的交流微電網(wǎng)和直流微電網(wǎng)技術由于儲能裝置能量有限，也無法滿足如此高的供電可靠 性。
[0005] 結合分布式發(fā)電、分布式儲能的優(yōu)點，以大電網(wǎng)作為后備支撐，交直流混合微電網(wǎng) 顯然是一種提高供電可靠性的有效途徑，在節(jié)能環(huán)保的同時能夠很好的滿足高供電可靠性 的需求，保證重要負載不間斷運行。 【實用新型內(nèi)容】
[0006] 實用新型目的：本實用新型所要解決的技術問題是提供一種交直流混合微電網(wǎng)系 統(tǒng)。
[0007] 為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術手段為：
[0008] 一種交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng)，包括多個發(fā)電單元、負載以及用于將發(fā)電單元與負 載連接的配電線路，還包括監(jiān)控保護單元；所述發(fā)電單元包括大電網(wǎng)及其并網(wǎng)AC/DC變換 器、儲能系統(tǒng)及其DC/DC變換器、風力發(fā)電系統(tǒng)及其AC/DC變換器、光伏發(fā)電系統(tǒng)及其DC/ DC變換器以及柴油發(fā)電機；所述負載包括交流非重要負載、交流重要負載、交直流負載、直 流重要負載和直流非重要負載；所述配電線路包括直流配電線路和交流配電線路；
[0009] 其中，所述并網(wǎng)AC/DC變換器交流側與大電網(wǎng)連接，直流側與直流母線連接；所述 儲能DC/DC變換器一側與儲能單元連接，另一側與直流母線連接；所述風力AC/DC變換器一 側與風力發(fā)電系統(tǒng)連接，另一側與直流母線連接；所述光伏DC/DC變換器一側與光伏發(fā)電 系統(tǒng)連接，另一側與直流母線連接；
[0010] 所述交流非重要負載通過DC/AC變換器與交流母線連接；所述交流重要負載與交 流母線相連同時通過DC/AC變換器與直流母線相連；所述交直流負載與交流母線相連同時 通過DC/DC變換器與直流母線相連；所述直流重要負載通過DC/DC變換器與直流母線連接 同時通過AC/DC變換器與交流母線相連；所述直流非重要負載通過DC/DC變換器與直流母 線連接；
[0011] 所述監(jiān)控保護單元通過CAN總線與所述并網(wǎng)AC/DC變換器、儲能DC/DC變換器、風 力AC/DC變換器、光伏DC/DC變換器以及與所述交流重要負載連接的DC/AC變換器、與所述 交直流負載連接的DC/DC變換器、與所述直流重要負載連接的DC/DC變換器、與所述直流重 要負載連接的AC/DC變換器、與所述直流非重要負載連接的DC/DC變換器進行通信；
[0012] 所述柴油發(fā)電機與交流母線連接。
[0013] 其中，所述并網(wǎng)AC/DC變換器為雙向AC/DC變換器，采用三相全橋拓撲結構。
[0014] 其中，所述儲能DC/DC變換器采用全橋拓撲結構。
[0015] 其中，所述光伏DC/DC變換器采用Boost拓撲結構。
[0016] 其中，所述風力AC/DC變換器采用Boost拓撲結構。
[0017] 有益效果：本實用新型交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng)布局合理，包括多個發(fā)電單元以及 監(jiān)控保護單元，根據(jù)實際的需要，系統(tǒng)處于并網(wǎng)或孤島運行模式，本實用新型系統(tǒng)在儲能單 元能量用盡的情況下，仍然能使用柴油發(fā)電機維持重要負荷長時間不間斷運行；本實用新 型系統(tǒng)能夠對分布式發(fā)電單元與儲能單元進行合理使用，系統(tǒng)通過分布式發(fā)電單元與儲能 單元的相互協(xié)調(diào)配合來維持直流母線電壓的穩(wěn)定，提高系統(tǒng)的供電可靠性，保證了重要負 載長時間不間斷運行。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本實用新型交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng)的系統(tǒng)原理圖。
【具體實施方式】
[0019] 下面結合【具體實施方式】和附圖對本實用新型的技術內(nèi)容作進一步說明。
[0020] 如圖1所示，本實用新型的交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng)，包括5個發(fā)電單元：大電網(wǎng)及 其容量為40kW的并網(wǎng)AC/DC，容量為30kWX2h的蓄電池組儲能單元及其儲能DC/DC，通過 儲能單元的充放電維持能量平衡，20kW光伏發(fā)電系統(tǒng)及其光伏DC/DC，20kW風力發(fā)電系統(tǒng) 及其風力DC/DC以及柴油發(fā)電系統(tǒng)；還包括負載以及用于將發(fā)電單元與負載連接的配電線 路，負載包括IOkW交流重要負載，IOkW交直流負載（這里指可交流供電也可直流供電的變 頻器），IOkW直流重要負載，20kW交流非重要負載以及5kW直流非重要負載；配電線路包括 直流配電線路和交流配電線路；
[0021] 并網(wǎng)AC/DC交流側與大電網(wǎng)連接，直流側與直流母線連，儲能DC/DC-側與儲能單 元連接，另一側與直流母線連接，光伏DC/DC-側與光伏發(fā)電系統(tǒng)連接，另一側與直流母線 連接，風力AC/DC-側與風力發(fā)電系統(tǒng)連接，另一側與直流母線連接；
[0022] 交流非重要負載通過DC/AC變換器與交流母線連接，直流非重要負載通過DC/DC 變換器與直流母線連接，直流重要負載通過DC/DC變換器與直流母線連接同時通過AC/DC 變換器與交流母線相連，交流重要負載與交流母線相連同時通過DC/AC變換器與直流母線 相連，交直流負載與交流母線相連同時通過DC/DC變換器與直流母線相連；
[0023] 本實用新型交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng)還設有監(jiān)控保護單元，監(jiān)控保護單元通過CAN 總線與并網(wǎng)AC/DC變換器、儲能DC/DC變換器、光伏DC/DC變換器、風力AC/DC變換器以及與 交流重要負載連接的DC/AC變換器、與交直流負載連接的DC/DC變換器、與直流重要負載連 接的DC/DC變換器、與直流重要負載連接的AC/DC變換器、與直流非重要負載連接的DC/DC 變換器進行通信；監(jiān)控保護單元實時監(jiān)測各能量變換裝置的運行狀態(tài)，利用不同的控制策 略，通過控制并網(wǎng)AC/DC實現(xiàn)系統(tǒng)并網(wǎng)與孤島兩種運行方式，通過控制儲能DC/DC、光伏DC/ DC、風力AC/DC實現(xiàn)分布式發(fā)電單元與儲能單元相互協(xié)調(diào)配合，提高供電可靠性，保證重要 負載不間斷運行；
[0024] 發(fā)電單元的柴油發(fā)電機與交流母線連接，柴油發(fā)電機作為交流保安電源，其能夠 在大電網(wǎng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)、風力發(fā)電系統(tǒng)均不能滿足負載需求且儲能單元放電到一定程度 時啟動，滿足重要負載長時間供電；
[0025] 本實用新型系統(tǒng)中的風力發(fā)電系統(tǒng)和光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用清潔可再生能源進行 發(fā)電，起到節(jié)能環(huán)保的效果，緩解能源和環(huán)境的雙重壓力；
[0026] 本實用新型系統(tǒng)中的儲能單元為蓄電池組，通過蓄電池組的充電和放電滿足系統(tǒng) 能量平衡，維持直流母線電壓恒定；
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