能源网关、家用电器、直流微电网系统及其能源管理方法技术方案

本发明专利技术公开一种能源网关、家用电器、直流微电网系统其能源管理方法。该能源网关包括：直流输入端，用于与外部的太阳能发电装置的直流输出端连接；能源网关还包括用于向外部的直流用电器供电的第一直流输出端和/或第二直流输出端，第一直流输出端直接与直流输入端连接，第二直流输出端通过直流变压装置与直流输入端连接。本发明专利技术可以省去并网逆变器，减少设备投入和电能转换环节，提高新能源光伏发电的利用效率。进一步地，由于家用电器直接采用直流供电，可去除内部整流模块，从而减少了设备投入和电能转换损耗、消除家用电器给电网带来谐波污染影响电能质量等多种问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及家庭能量管理领域，具体而言，涉及一种能源网关、家用电器、直流微电网系统其能源管理方法。
技术介绍
随着人们对环境问题的日益关注，光伏发电等新能源技术得到了快速发展和广泛应用，国家相关政策也大力鼓励新能源的使用，分布式微电网系统以其有利于就近利用新能源等优势在家庭供电中得到广泛应用。直流微电网具有能量变换环节少、系统效率高和控制简单等诸多优点，对于新能源应用于家庭具有非常大的优势。目前，对于新能源光伏发电在家庭的应用，通常采取搭建小型光伏电站的方式，通过并网逆变器将光伏发电接入家庭供电系统，典型家庭微电网系统结构如图1所示。如图1所示，现有技术中的家庭微电网系统包含并网逆变器、光伏组件、和家庭中的各种负载(例如直流电器和交流电器等)等，直流电器和交流电器构成家庭用电系统12。并网逆变器将光伏组件与市电电网13并网。现有技术中的家庭微电网系统当于把小型光伏发电系统通过并网逆变器接入家庭，对整个家庭供电结构没有改进。另外，大多数家用电器内部的整流模块将交流电转换为直流电使用，存在转化损耗大、给电网带来谐波污染影响电能质量等多种问题。
技术实现思路
本专利技术实施例中提供一种能源网关、家用电器、直流微电网系统及其能源管理方法，以解决现有技术中太阳能发电的利用率低、家用电器转化损耗大、会给电网带来谐波污染，从而影响电能质量等问题。为实现上述目的，本专利技术实施例提供一种能源网关，包括：直流输入端，用于与外部的太阳能发电装置的直流输出端连接；能源网关还包括用于向外部的直流用电器供电的第一直流输出端和/或第二直流输出端，第一直流输出端直接与直流输入端连接，第二直流输出端通过直流变压装置与直流输入端连接。作为优选，能源网关还包括市电输入端和第一DC/AC逆变器，市电输入端通过第一DC/AC逆变器与直流输入端连接。作为优选，能源网关还包括用于向外部的交流用电器供电的交流输出端和第二DC/AC逆变器，直流输入端通过第二DC/AC逆变器与交流输出端连接。本专利技术还提供了一种家用电器，包括上述的能源网关。作为优选，家用电器为光伏直驱变频空调。本专利技术还提供了一种直流微电网系统，包括：太阳能发电装置、负载、以及上述的能源网关，太阳能发电装置通过能源网关与负载连接。本专利技术还提供了一种直流微电网系统，包括：太阳能发电装置、负载、以及上述的家用电器，太阳能发电装置通过家用电器与负载连接。本专利技术还提供了一种直流微电网系统的能源管理方法，包括：将外部的太阳能发电装置输出的直流与直流母线连接；将承压范围在直流母线的电压范围内的直流用电器直接接入直流母线，否则通过直流变压装置接入直流母线。作为优选，直流微电网系统的能源管理方法还包括：将交流用电器通过第一DC/AC逆变器接入直接母线。作为优选，将直流母线、直流变压装置和第一DC/AC逆变器集成到一个用作能源网关的家用电器中。本专利技术可以省去并网逆变器，减少设备投入和电能转换环节，提高新能源光伏发电的利用效率。进一步地，由于家用电器直接采用直流供电，可去除内部整流模块，从而减少了设备投入和电能转换损耗、消除家用电器给电网带来谐波污染影响电能质量等多种问题。附图说明图1是现有技术中的家庭微电网系统的结构示意图；图2是本专利技术中的直流微电网系统的结构示意图；图3是本专利技术中的直流微电网系统的能源管理方法的流程图。附图标记说明：1、直流输入端；2、太阳能发电装置；3、直流微电网系统；4、直流用电器；5、直流变压装置；6、市电输入端；7、第一DC/AC逆变器；8、交流用电器；9、交流输出端；10、第二DC/AC逆变器；11、光伏直驱变频空调；12、家庭用电系统；13、市电电网。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细描述，但不作为对本专利技术的限定。目前，大多数家用电器(包括变频电器)都可以采用直流供电，其内部含有整流模块，将交流电整流为直流后使用。光伏组件所发电为直流电，典型家庭微电网系统中的光伏组件将所发直流电先转换为交流电，再接入家庭供电系统。这样，会经过多次转换，电能损耗大、利用率低，若将光伏发电直接接入家用电器设备使用，将会减少电能转换损耗和设备投入。请参考图2，本专利技术提供了一种能源网关，特别是一种家庭能源网关，包括：直流输入端1，用于与外部的太阳能发电装置2的直流输出端连接；能源网关还包括用于向外部的直流用电器4供电的第一直流输出端和/或第二直流输出端，第一直流输出端直接与直流输入端1连接，第二直流输出端通过直流变压装置5与直流输入端1连接。例如，太阳能发电装置2可以为光伏组件等。优选地，直流变压装置5为DC/DC变流器。由于采用了上述技术方案，本专利技术可以将太阳能发电装置2所发的直流电，直接提供给光伏直驱家用电器。例如，如果第一直流输出端的电压范围在直流用电器的承压范围内，那么可直接将直流用电器连接至第一直流输出端；否则将直流用电器连接至与直流变压装置5连接的第二直流输出端。因此，相对于现有技术中的家庭微电网系统来说，本专利技术可以省去并网逆变器，减少设备投入和电能转换环节，提高新能源光伏发电的利用效率。进一步地，由于家用电器直接采用直流供电，可去除内部整流模块，从而减少了设备投入和电能转换损耗、消除家用电器给电网带来谐波污染影响电能质量等多种问题。优选地，能源网关还包括市电输入端6和第一DC/AC逆变器7，市电输入端6通过第一DC/AC逆变器7与直流输入端1连接。这样，可将家用电器作为能源网关，此时，能源网关优先使用太阳能发电装置2所发电能供给家庭电器使用，当太阳能发电装置2提供的电能不够时，由电网市电补充，如果太阳能发电装置2有富余，则并入电网，从而优化了整个家庭供电系统。优选地，能源网关还包括用于向外部的交流用电器8供电的交流输出端9和第二DC/AC逆变器10，直流输入端1通过第二DC/AC逆变器10与交流输出端9连接。请参考图2，本专利技术还提供了一种家用电器，包括上述的能源网关。优选地，家用电器为光伏直驱变频空调11。将家用电器，例如光伏直驱变频空调11作为能源网关，可优先使用光伏新能源所发电能供给家庭电器供电，当电能不够时由电网市电补充，当电能多余时则并入电网。本专利技术还提供了一种直流微电网系统，包括：太阳能发电装置2、负载、以及上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能源网关，其特征在于，包括：直流输入端(1)，用于与外部的太阳能发电装置(2)的直流输出端连接；所述能源网关还包括用于向外部的直流用电器(4)供电的第一直流输出端和/或第二直流输出端，所述第一直流输出端直接与所述直流输入端(1)连接，所述第二直流输出端通过直流变压装置(5)与所述直流输入端(1)连接。

【技术特征摘要】
1.一种能源网关，其特征在于，包括：直流输入端(1)，用于与
外部的太阳能发电装置(2)的直流输出端连接；
所述能源网关还包括用于向外部的直流用电器(4)供电的第一直
流输出端和/或第二直流输出端，所述第一直流输出端直接与所述直流
输入端(1)连接，所述第二直流输出端通过直流变压装置(5)与所
述直流输入端(1)连接。
2.根据权利要求1所述的能源网关，其特征在于，所述能源网关
还包括市电输入端(6)和第一DC/AC逆变器(7)，所述市电输入端
(6)通过所述第一DC/AC逆变器(7)与所述直流输入端(1)连接。
3.根据权利要求1所述的能源网关，其特征在于，所述能源网关
还包括用于向外部的交流用电器(8)供电的交流输出端(9)和第二
DC/AC逆变器(10)，所述直流输入端(1)通过所述第二DC/AC逆变
器(10)与所述交流输出端(9)连接。
4.一种家用电器，其特征在于，包括权利要求1至3中任一项所
述的能源网关。
5.根据权利要求4所述的家用电器，其特征在于，所述家用电器
为光伏直驱变频空调。
6....

【专利技术属性】
技术研发人员：唐文强，南树功，任鹏，黄猛，刘霞，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44