一種低壓直流微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

本次j巨川電氣為大家介紹的是一種低壓直流微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，申請(qǐng)人為安徽大學(xué)，發(fā)明人為胡存剛，程瑩，趙龍，羅亞橋，芮濤，張?jiān)评住?/p>

摘要

本發(fā)明涉及一種低壓直流微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，主要包括控制器以及均與控制器通信連接的單相AC/DC變流器、直流微電網(wǎng)、電網(wǎng)連接開關(guān);所述單相AC/DC變流器輸入端能夠通過(guò)電網(wǎng)連接開關(guān)接入交流電網(wǎng);所述直流微電網(wǎng)包括MPPT控制器、帶DC/DC變流器的儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電樁、重要負(fù)荷、可中斷負(fù)荷、彈性負(fù)荷;所述MPPT控制器連接光伏電池板;所述單相AC/DC變流器輸出端分別與直流微電網(wǎng)各單元并聯(lián)連接。本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以運(yùn)行于并網(wǎng)模式，變流器限流模式以及孤島模式，且可以進(jìn)行各個(gè)模式無(wú)縫切換實(shí)驗(yàn)，且可以進(jìn)行蓄電池充放電管理、電源側(cè)優(yōu)化管理研究，可以研究直流微電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)需求、供電可靠性需求、電能質(zhì)量等。

1 .一種低壓直流微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于：包括控制器以及均與控制器通信連接的單相AC/DC變流器、直流微電網(wǎng)、電網(wǎng)連接開關(guān);所述單相AC/DC變流器輸入端能夠通過(guò)電網(wǎng)連接開關(guān)接入交流電網(wǎng);所述直流微電網(wǎng)包括MPPT控制器、帶DC/DC變流器的儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電樁、重要負(fù)荷、可中斷負(fù)荷、彈性負(fù)荷;所述MPPT控制器連接光伏電池板;所述單相AC/DC變流器輸出端分別與直流微電網(wǎng)各單元并聯(lián)連接;所述帶DC/DC變流器的儲(chǔ)能系統(tǒng)包括DC/DC變流器以及與其相連的蓄電池。

2.如權(quán)利要求1所述的一種低壓直流微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于：所述單相AC/DC變流器、直流微電網(wǎng)各單元以及電網(wǎng)連接開關(guān)均通過(guò)RS485總線與控制器連接。

3 .如權(quán)利要求1所述的一種低壓直流微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于：所述重要負(fù)荷、可中斷負(fù)荷、彈性負(fù)荷分別與各自的開關(guān)串聯(lián)后再與單相AC/DC變流器輸出端并聯(lián)連接;所述重要負(fù)荷、可中斷負(fù)荷、彈性負(fù)荷的開關(guān)分別通過(guò)RS485總線與控制器連接。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)領(lǐng)域，尤其涉及一種低壓直流微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

背景技術(shù)

目前微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)主要包括：交流微電網(wǎng)、直流微電網(wǎng)和混合微電網(wǎng)。以往的研究主要集中在交流微電網(wǎng)，然而隨著直流負(fù)荷的不斷增加，直流微電網(wǎng)相對(duì)于交流微電網(wǎng)具有能量轉(zhuǎn)換次數(shù)少、效率高、成本低、控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)需考慮頻率和相位以及無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備等優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)了直流微電網(wǎng)的快速發(fā)展，然而直流微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)研究較少，難以對(duì)直流微電網(wǎng)研究方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的不足及缺乏，提供一種低壓直流微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

一種低壓直流微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，包括控制器以及均與控制器通信連接的單相AC/DC變流器、直流微電網(wǎng)、電網(wǎng)連接開關(guān);所述單相AC/DC變流器輸入端能夠通過(guò)電網(wǎng)連接開關(guān)接入交流電網(wǎng);所述直流微電網(wǎng)包括MPPT控制器、帶DC/DC變流器的儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電樁、重要負(fù)荷、可中斷負(fù)荷、彈性負(fù)荷;所述MPPT控制器連接光伏電池板;所述單相AC/DC變流器輸出端分別與直流微電網(wǎng)各單元并聯(lián)連接;所述帶DC/DC變流器的儲(chǔ)能系統(tǒng)包括DC/DC變流器以及與其相連的蓄電池。

所述直流微電網(wǎng)工作在并網(wǎng)模式時(shí)直流微電網(wǎng)通過(guò)單相AC/DC變流器連接交流電網(wǎng)，進(jìn)行能量交換。所述直流微電網(wǎng)也可以運(yùn)行于孤島模式，穩(wěn)定直流母線電壓，給直流負(fù)載供電。當(dāng)直流微電網(wǎng)并網(wǎng)時(shí)電網(wǎng)需要輸出的功率超過(guò)所述變流器的額定功率，此時(shí)所述低壓直流微電網(wǎng)工作在變流器限流控制模式。并且在所述直流微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上可以進(jìn)行離網(wǎng)到并網(wǎng)、并網(wǎng)到離網(wǎng)切換實(shí)驗(yàn)。

所述低壓直流微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以進(jìn)行蓄電池管理?？刂破鞑杉餍铍姵厝萘俊OC等信息進(jìn)行判斷蓄電池充電、放電，發(fā)出指令給DC/DC變流器，防止蓄電池過(guò)沖或過(guò)放，延長(zhǎng)蓄電池使用壽命。所述控制器可以對(duì)所述低壓直流微電網(wǎng)平臺(tái)進(jìn)行能量管理，控制器根據(jù)蓄電池SOC、微電網(wǎng)運(yùn)行模式以及負(fù)荷曲線決定DC/DC變流器儲(chǔ)能系統(tǒng)工作方式。

進(jìn)一步的，所述單相AC/DC變流器、直流微電網(wǎng)各單元以及電網(wǎng)連接開關(guān)均通過(guò)RS485總線與控制器連接;各單元通過(guò)RS485總線把各自信息如電壓、電流、輸出功率、蓄電池電壓、SOC等傳遞給控制器，控制器根據(jù)所得信息進(jìn)行優(yōu)化管理，再通過(guò)RS485總線傳達(dá)命令給各單元。

進(jìn)一步的，所述重要負(fù)荷、可中斷負(fù)荷、彈性負(fù)荷分別與各自的開關(guān)串聯(lián)后再與單相AC/DC變流器輸出端并聯(lián)連接;所述重要負(fù)荷、可中斷負(fù)荷、彈性負(fù)荷的開關(guān)分別通過(guò)RS485總線與控制器連接。控制器根據(jù)蓄電池SOC、微電網(wǎng)運(yùn)行模式以及負(fù)荷曲線決定儲(chǔ)能系統(tǒng)工作方式以及決定重要負(fù)荷、可中斷負(fù)荷、彈性負(fù)荷的接通和斷開，所述控制器可以驗(yàn)證需求側(cè)負(fù)荷優(yōu)化管理功能，根據(jù)充電樁信息對(duì)負(fù)荷進(jìn)行優(yōu)化管理。

本發(fā)明的有益效果在于：

(1)、所述低壓直流微電網(wǎng)平臺(tái)可以運(yùn)行于并網(wǎng)模式，變流器限流模式以及孤島模式，且可以進(jìn)行各個(gè)模式無(wú)縫切換實(shí)驗(yàn)。

(2)、所述低壓直流微電網(wǎng)平臺(tái)可以進(jìn)行蓄電池充放電管理。

(3)、所述控制器可以進(jìn)行電源側(cè)優(yōu)化管理研究，可以研究直流微電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)需求、供電可靠性需求、電能質(zhì)量等。

(4)、本發(fā)明技術(shù)方案中，所述控制器可以根據(jù)充電樁信息進(jìn)行需求側(cè)負(fù)荷優(yōu)化管理實(shí)驗(yàn)。

具體實(shí)施方式

參見圖1，包括控制器以及均與控制器通信連接的單相AC/DC變流器、直流微電網(wǎng)

3、電網(wǎng)連接開關(guān)2;所述單相AC/DC變流器輸入端能夠通過(guò)電網(wǎng)連接開關(guān)2接入交流電網(wǎng)1;所述直流微電網(wǎng)3包括MPPT控制器、多個(gè)帶DC/DC變流器的儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電樁、重要負(fù)荷、可中斷負(fù)荷、彈性負(fù)荷;所述MPPT控制器連接光伏電池板4;所述單相AC/DC變流器輸出端分別與直流微電網(wǎng)3各單元并聯(lián)連接;所述帶DC/DC變流器的儲(chǔ)能系統(tǒng)包括DC/DC變流器以及與其相連的蓄電池，本實(shí)施例的控制器選用DSP28335。

所述重要負(fù)荷、可中斷負(fù)荷、彈性負(fù)荷分別與各自的開關(guān)串聯(lián)后再與單相AC/DC變流器輸出端并聯(lián)連接;所述3個(gè)開關(guān)分別通過(guò)RS485總線5與控制器連接。

所述低壓直流微電網(wǎng)3實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中，通過(guò)所述單相AC/DC變流器把直流微電網(wǎng)3連接至交流電網(wǎng)1，工作在并網(wǎng)模式時(shí)，當(dāng)所述直流微電網(wǎng)3發(fā)電較多時(shí)，所述單相AC/DC變流器工作在逆變模式;當(dāng)所述直流微電網(wǎng)3功率不足時(shí)，所述單相AC/DC變流器工作在整流模式。所述低壓直流微電網(wǎng)3實(shí)驗(yàn)平臺(tái)工作在孤島模式時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)維持直流母線電壓，維持系統(tǒng)穩(wěn)定以及電能質(zhì)量。通過(guò)所述單相AC/DC變流器進(jìn)行離網(wǎng)并網(wǎng)無(wú)縫切換。

所述低壓直流微電網(wǎng)3實(shí)驗(yàn)平臺(tái)工作于變流器限流模式時(shí)，通過(guò)所述單相AC/DC變流器把直流微電網(wǎng)3連接至交流電網(wǎng)1，當(dāng)所述直流微電網(wǎng)3發(fā)電較多時(shí)，所述單相AC/DC變流器工作在逆變模式，同時(shí)開啟彈性負(fù)荷吸收多余能量;當(dāng)所述直流微電網(wǎng)3功率不足時(shí)，

所述單相AC/DC變流器工作在整流模式，同時(shí)切除可中斷負(fù)荷。

所述低壓直流微電網(wǎng)3實(shí)驗(yàn)平臺(tái)工作于孤島模式時(shí)，控制器根據(jù)光伏發(fā)電單元以及蓄電池SOC等進(jìn)行能量管理。系統(tǒng)功率不足時(shí)切除可中斷負(fù)荷，系統(tǒng)功率過(guò)剩時(shí)開啟彈性負(fù)荷吸收多余能量。

所述低壓直流微電網(wǎng)3實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中，儲(chǔ)能系統(tǒng)采用蓄電池，通過(guò)雙向DC/DC變換器與直流母線連接。所述控制器根據(jù)各電池的容量、端電壓、SOC進(jìn)行蓄電池管理，延長(zhǎng)電池使用壽命。儲(chǔ)能系統(tǒng)維持直流母線電壓，保證低壓直流微電網(wǎng)3實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的電能質(zhì)量。

所述低壓直流微電網(wǎng)3實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中，控制器可以對(duì)充電樁進(jìn)行有序充電管理，驗(yàn)證需求側(cè)負(fù)荷優(yōu)化管理方法。

通過(guò)本發(fā)明低壓直流微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以展開以下研究：

1、混合儲(chǔ)能系統(tǒng)控制技術(shù)研究以及控制策略驗(yàn)證;

2、直流微電網(wǎng)監(jiān)控、通訊實(shí)驗(yàn)研究;

3、直流微電網(wǎng)能量管理研究及證實(shí);

4、直流微電網(wǎng)下垂控制研究及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證;

5、直流微電網(wǎng)并網(wǎng)策略研究及驗(yàn)證;

6、蓄電池管理系統(tǒng)研究及驗(yàn)證。

以上述依據(jù)本發(fā)明理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。

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