一种基于固态变压器的智能小区供电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于固态变压器的智能小区供电系统，交流输电网与双向智能电表的一端连接，双向智能电表的另一端与AC/DC整流模块的输入端连接，AC/DC整流模块的输出端与DC/DC变换模块的输入端连接，DC/DC变换模块的输出端分别与直流负载配电网和DC/AC逆变模块的输入端连接，DC/AC逆变模块的输出端与交流负载配电网连接，综合直流电源与智能汇流箱的输入端连接，智能汇流箱的输出端连接在AC/DC整流模块与DC/DC变换模块之间，所述智能通信系统分别连接在DC/DC变换模块与直流负载配电网之间和DC/AC逆变模块与交流负载配电网之间。本发明专利技术能监控发电、储能系统以及移动互联网应用的情况，并可完成供电数据的采集、记录、显示的功能，从而实现对智能小区供电系统的控制运行。

An intelligent community power supply system based on solid state transformer

The invention discloses an intelligent cell power supply system based on solid state transformer. The AC transmission network is connected with one end of the bidirectional intelligent meter. The other end of the bidirectional intelligent meter is connected with the input end of the AC/DC rectifier module. The output end of the AC/DC rectifier module is connected with the input end of the DC/DC transform module and the output end of the DC/DC transform module. The input terminal of the DC load distribution network and the DC/AC inverter module is connected respectively. The output end of the DC/AC inverter module is connected with the AC load distribution network. The integrated DC power supply is connected with the input terminal of the intelligent converge box. The output end of the intelligent confluence box is connected between the AC/DC rectifier module and the DC/DC change module. The intelligent communication system is divided into two parts. Do not connect between the DC/DC conversion module and the DC load distribution network, and between the DC/AC inverter module and the AC load distribution network. The invention can monitor the situation of power generation, energy storage system and mobile Internet application, and can complete the functions of collecting, recording and displaying the power supply data so as to realize the control and operation of the power supply system of the intelligent community.

【技术实现步骤摘要】
一种基于固态变压器的智能小区供电系统
本专利技术涉及一种供电系统，具体是一种基于固态变压器的智能小区供电系统。
技术介绍
为满足经济社会快速发展的用电需求，促进节能减排，国家电网公司积极转变电网发展方式，确立了建设坚强智能电网的发展战略。智能用电作为坚强智能电网的重要组成部分，而智能小区是实现供电智能可靠、服务智能互动、能效智能管理，提升供电质量和服务品质，增强电网综合服务能力的重要手段。新能源是未来能源结构的基础，而且不会对环境产生污染。将新能源技术应用到智能小区中，可以有效的实现节能减排、低碳经济的要求。目前还没有采用固态变压器的智能小区供电系统。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种基于固态变压器的智能小区供电系统，能监控发电、储能系统以及移动互联网应用的情况，并可完成供电数据的采集、记录、显示的功能，从而实现对智能小区供电系统的控制运行。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种基于固态变压器的智能小区供电系统，包括交流输电网、双向智能电表、综合直流电源、智能汇流箱、智能通信系统、直流负载配电网、交流负载配电网和固态变压器，所述固态变压器包括AC/DC整流模块、DC/DC变换模块和DC/AC逆变模块，交流输电网与双向智能电表的一端连接，双向智能电表的另一端与AC/DC整流模块的输入端连接，AC/DC整流模块的输出端与DC/DC变换模块的输入端连接，DC/DC变换模块的输出端分别与直流负载配电网和DC/AC逆变模块的输入端连接，DC/AC逆变模块的输出端与交流负载配电网连接，综合直流电源与智能汇流箱的输入端连接，智能汇流箱的输出端连接在AC/DC整流模块与DC/DC变换模块之间，所述智能通信系统分别连接在DC/DC变换模块与直流负载配电网之间和DC/AC逆变模块与交流负载配电网之间。进一步，所述智能通信系统由智能监控终端和智能信息箱组成。进一步，所述综合直流电源为风力发电、光伏发电及蓄电池组中的一种或多种组合。进一步，所述AC/DC整流模块包括两个全控型开关器件串联组成的控制开关组和电容，所述控制开关组为三个，三个控制开关组和电容并联，所述控制开关组中的每个全控型开关器件均并联有二极管，所述三个交流输入端分别连接在三个控制开关组中全控型开关器件之间，两个直流输出端接在电容的两端。进一步，所述DC/DC变换模块包括低压侧直流电容、单相全桥逆变器、高频变压器、单相桥式整流器和高压侧直流电容；低压侧直流电容与单相全桥逆变器连接，单相全桥逆变器和单相桥式整流器均包括两个并联的控制开关组，所述控制开关组由两个全控型开关器件串联组成，所述每个全控型开关器件的两端均并联有二极管，高频变压器的一端连接单相全桥逆变器的两个控制开关组中全控型开关器件之间的电路上，高频变压器的另一端连接在单相桥式整流器的两个控制开关组中全控型开关器件之间的电路上，单相桥式整流器与高压侧直流电容连接。进一步，所述DC/AC整流模块包括两个全控型开关器件串联组成的控制开关组和电容，所述控制开关组为三个，三个控制开关组和电容并联，所述控制开关组中的每个全控型开关器件均并联有二极管，两个直流输入端接在电容的两端，所述三个交流输出端分别连接在三个控制开关组中全控型开关器件之间。进一步，所述全控型开关器件为IGBT、IGCT和MOSFET的其中之一。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、整合风能，太阳能，蓄电池等可再生能源，实现分布式能源可靠并网，保证廉价可靠的小区电能供应，帮助能源体系实现向低碳、高效、环保的转变。2、采用固态变压器结构设计，使直流电源与交流输电网共用直流升压电路和逆变电路，可以显著减小系统体积和成本，提高设备利用率；采用高频变压器升压，在实现电压等级变换的同时达到电气隔离目的。附图说明图1为本专利技术的整体电原理框图图2为本专利技术中AC/DC整流模块的电路原理图图3为本专利技术中DC/DC变换模块的电路原理图图4为本专利技术中DC/AC逆变模块的电路原理图图5为本专利技术的监控电原理框图具体实施方式下面将对本专利技术作进一步说明。如图1至图4所示，本专利技术包括交流输电网、双向智能电表、综合直流电源、智能汇流箱、智能通信系统、直流负载配电网、交流负载配电网和固态变压器，所述固态变压器包括AC/DC整流模块、DC/DC变换模块和DC/AC逆变模块，交流输电网与双向智能电表的一端连接，双向智能电表的另一端与AC/DC整流模块的输入端连接，AC/DC整流模块的输出端与DC/DC变换模块的输入端连接，DC/DC变换模块的输出端分别与直流负载配电网和DC/AC逆变模块的输入端连接，DC/AC逆变模块的输出端与交流负载配电网连接，综合直流电源与智能汇流箱的输入端连接，智能汇流箱的输出端连接在AC/DC整流模块与DC/DC变换模块之间，所述智能通信系统分别连接在DC/DC变换模块与直流负载配电网之间和DC/AC逆变模块与交流负载配电网之间。进一步，所述智能通信系统由智能监控终端和智能信息箱组成。智能监控终端连接多个交直流充电桩、蓄电池组及小区路灯组件，可对充电桩、蓄电池组充电情况和小区路灯用电情况进行监控。智能信息箱连接多个交流负载及相应的智能家居系统，用于采集用户信息和用电信息，接收各用户的智能家居请求信号并进行及时的处理。进一步，所述综合直流电源为风力发电、光伏发电及蓄电池组中的一种或多种组合。新能源直流配电网中，风力发电机的输出端、屋顶光伏阵列的输出端和蓄电池的输出端共同接入智能汇流箱的输入端，智能汇流箱的输出端作为其输出端。智能汇流箱起到交直流变化处理和汇流的作用。进一步，所述AC/DC整流模块包括两个全控型开关器件串联组成的控制开关组和电容，所述控制开关组为三个，三个控制开关组和电容并联，所述控制开关组中的每个全控型开关器件均并联有二极管，所述三个交流输入端分别连接在三个控制开关组中全控型开关器件之间，两个直流输出端接在电容的两端。进一步，所述DC/DC变换模块包括低压侧直流电容、单相全桥逆变器、高频变压器、单相桥式整流器和高压侧直流电容；低压侧直流电容与单相全桥逆变器连接，单相全桥逆变器和单相桥式整流器均包括两个并联的控制开关组，所述控制开关组由两个全控型开关器件串联组成，所述每个全控型开关器件的两端均并联有二极管，高频变压器的一端连接单相全桥逆变器的两个控制开关组中全控型开关器件之间的电路上，高频变压器的另一端连接在单相桥式整流器的两个控制开关组中全控型开关器件之间的电路上，单相桥式整流器与高压侧直流电容连接。进一步，所述DC/AC整流模块包括两个全控型开关器件串联组成的控制开关组和电容，所述控制开关组为三个，三个控制开关组和电容并联，所述控制开关组中的每个全控型开关器件均并联有二极管，两个直流输入端接在电容的两端，三个交流输出端分别连接在三个控制开关组中全控型开关器件之间。进一步，所述全控型开关器件为IGBT、IGCT和MOSFET的其中之一。本专利技术的具体运行过程为：(1)供电系统智能小区供电系统由风力、光伏发电、蓄电池组及交流输电网共同组成。风力、光伏发电、蓄电池组电能经智能汇流箱接入固态变压器的DC/DC变换模块。交流输电网接入固态变压器的AC/DC整流模块，也汇入固态变压器的DC/DC变换模块，经高频变压器升压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于固态变压器的智能小区供电系统，其特征在于，包括交流输电网、双向智能电表、综合直流电源、智能汇流箱、智能通信系统、直流负载配电网、交流负载配电网和固态变压器，所述固态变压器包括AC/DC整流模块、DC/DC变换模块和DC/AC逆变模块，交流输电网与双向智能电表的一端连接，双向智能电表的另一端与AC/DC整流模块的输入端连接，AC/DC整流模块的输出端与DC/DC变换模块的输入端连接，DC/DC变换模块的输出端分别与直流负载配电网和DC/AC逆变模块的输入端连接，DC/AC逆变模块的输出端与交流负载配电网连接，综合直流电源与智能汇流箱的输入端连接，智能汇流箱的输出端连接在AC/DC整流模块与DC/DC变换模块之间，所述智能通信系统分别连接在DC/DC变换模块与直流负载配电网之间和DC/AC逆变模块与交流负载配电网之间。

【技术特征摘要】
1.一种基于固态变压器的智能小区供电系统，其特征在于，包括交流输电网、双向智能电表、综合直流电源、智能汇流箱、智能通信系统、直流负载配电网、交流负载配电网和固态变压器，所述固态变压器包括AC/DC整流模块、DC/DC变换模块和DC/AC逆变模块，交流输电网与双向智能电表的一端连接，双向智能电表的另一端与AC/DC整流模块的输入端连接，AC/DC整流模块的输出端与DC/DC变换模块的输入端连接，DC/DC变换模块的输出端分别与直流负载配电网和DC/AC逆变模块的输入端连接，DC/AC逆变模块的输出端与交流负载配电网连接，综合直流电源与智能汇流箱的输入端连接，智能汇流箱的输出端连接在AC/DC整流模块与DC/DC变换模块之间，所述智能通信系统分别连接在DC/DC变换模块与直流负载配电网之间和DC/AC逆变模块与交流负载配电网之间。2.根据权利要求1所述的一种基于固态变压器的智能小区供电系统，其特征在于，所述智能通信系统由智能监控终端和智能信息箱组成。3.根据权利要求1所述的一种基于固态变压器的智能小区供电系统，其特征在于，所述综合直流电源为风力发电、光伏发电及蓄电池组中的一种或多种组合。4.根据权利要求1所述的一种基于固态变压器的智能小区供电系统，其特征在于，所述AC/DC整流模块包括两个全控型开关器件串联组成的控制开关组和电容，所述控制开关组为三个，三个控制开...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾晨曦，杨东，蒲新征，
申请(专利权)人：江苏建筑职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32