一种交直流智能家庭微网协同系统及其运行方法技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种交直流智能家庭微网协同系统，包括：交流型电能质量筛选调制器、直流型电能质量筛选调制器、功率协同模块。本发明专利技术实施例提供的交直流智能家庭微网协同系统通过功率协同模块接收由电能质量筛选调制器检测的各母线参数并进行优化计算，进而控制电能质量筛选调制器调节母线电流电压和功率，从而平衡新能源发电功率的随机波动，实现了交直流家庭微网的稳定运行，解决现有技术中常规的新能源的间歇性特点对电网造成冲击的技术问题，使新能源100％并网并使交直流智能家庭微网协同系统对市电呈纯阻性和分时恒功率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微电网领域，尤其涉及一种交直流智能家庭微网协同系统及其运行方法。
技术介绍
微电网(Micro-Grid)也译为微网，是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统。微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。微电网的提出旨在实现分布式电源的灵活、高效应用，解决数量庞大、形式多样的分布式电源并网问题。《国务院关于加强城市基础设施建设的意见》指出，要“推进城市电网智能化，以满足新能源电力、分布式发电系统并网需求，优化需求侧管理，逐步实现电力系统与用户双向互动。以提高电力系统利用率、安全可靠水平和电能质量为目标，进一步加强城市智能配电网关键技术研究与试点示范”。因此，对未来电网的要求将主要体现在绿色低碳和高效可靠两个方面。从绿色低碳的角度，电网应满足大量新能源发电的广泛性、分布式接入需求，实现电源侧清洁替代。从高效可靠的角度，电网应充分挖掘一切对维持电能供需平衡有帮助的潜在“资源”，提高电网对新能源发电的接纳能力，同时提高电能质量和供电可靠性。传统的家庭电网结构如附图1所示，在目前家庭中，部分用电设备，如风扇、洗衣机、洗碗机等，直接从220V市电上取电。随着家庭用电的多元化，越来越多的用电设备本质上需要的是直流电，如：计算机、笔记本、手机、电动车、直流变频空调等，需要将交流电转换为直流电后使用。中间这级AC/DC转换，大约消耗10％的电能。传统的家庭微网如附图2所示，大部分欧美家庭采用这种结构。该结构中既有交流用电设备，也有直流用电设备。此外，新增的直流新能源模块需经过DC-AC逆变为交流电，然后又转换为直流电供给直流用电设备，这种变换方式将消耗掉20％以上的电能。附图2所示的新能源模块，其能量的间歇性问题，将影响电能质量敏感型负载的正常运行，并影响电网的稳定性，因此新能源发电不能全部并入电网。传统的解决方案是采用蓄电池储能，但蓄电池成本较高、储能容量有限，而且频繁的充放电会缩短蓄电池的使用寿命。现有电网以“线路”为基本调度单元，缺乏对具体用电设备的调度能力，不能主动发挥“电能质量非敏感型负载”这类宝贵“资源”对电能供需平衡的调节作用，因此在电能供需失衡时只能被动地切除某条线路上的所有负载，给被动断电的用户造成损失。在这种调度方式下，如果强行接入大量发电量随机变化的新能源，电网的可靠性将会进一步降低。同时，常规的新能源的间歇性特点导致了电网很大的稳定性冲击。因此，需建立一种新型的交直流混用的智能家庭微网，解决上述现有技术中常规的新能源的间歇性特点导致了电网很大的稳定性冲击的技术问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种交直流智能家庭微网协同系统及其运行方法，用于常规的新能源的间歇性特点导致了电网很大的稳定性冲击的技术问题，使新能源100％并网并使交直流智能家庭微网协同系统对市电呈纯阻性和分时恒功率。本专利技术实施例提供一种交直流智能家庭微网协同系统，包括交流型电能质量筛选调制器、直流型电能质量筛选调制器、功率协同模块；交流母线通过所述交流型电能质量筛选调制器连接电能质量非敏感型负载交流母线；直流母线通过所述直流型电能质量筛选调制器连接电能质量非敏感型负载直流母线；所述交流型电能质量筛选调制器、所述直流型电能质量筛选调制器连接所述功率协同模块；其中，所述功率协同模块接收由所述交流型电能质量筛选调制器和所述直流型电能质量筛选调制器检测的各母线参数并进行优化计算，得出所述电能质量非敏感型负载交流母线的电压、所述电能质量非敏感型负载直流母线的电压的最优解，并发出指令控制所述交流型电能质量筛选调制器和所述直流型电能质量筛选调制器调节所述电能质量非敏感型负载交流母线的电压、所述电能质量非敏感型负载直流母线的电压。优选地，本专利技术实施例还包括电能存储模块；所述电能存储模块连接所述直流型电能质量筛选调制器。优选地，所述电能质量非敏感型负载交流母线连接交流型电能质量非敏感型负载；所述电能质量非敏感型负载直流母线连接直流型电能质量非敏感型负载；所述交流母线连接交流型电能质量敏感型负载；所述直流母线连接直流型电能质量敏感型负载。本专利技术实施例还提供一种交直流智能家庭微网系统，包括上述的交直流智能家庭微网协同系统，还包括：所述交流母线、交流子网、所述直流母线、直流子网、直流新能源子网、双向阻抗型AC/DC变换器模块；所述交流子网包括所述交流型电能质量敏感型负载、所述交流型电能质量非敏感型负载、所述交流型电能质量筛选调制器；所述直流子网包括所述直流型电能质量敏感型负载、所述直流型电能质量非敏感型负载、所述直流型电能质量筛选调制器。所述交流母线分别连接市电、所述交流子网；所述直流母线分别连接所述直流新能源子网、所述直流子网；所述交流母线通过所述双向阻抗型AC/DC变换器模块与所述直流母线连接。优选地，所述直流新能源子网具体为直流型新能源模块的组合，包括：光伏模块、风电模块；优选地，所述市电通过孤岛开关与所述交流母线连接。本专利技术实施例提供一种智能家庭微网系统运行方法，基于上述的智能家庭微网协同系统协同上述的智能家庭微网系统进行执行，包括：功率协同模块接收由交流型电能质量筛选调制器检测的交流母线的电压电流参数和电能质量非敏感型负载交流母线的电压电流参数，由直流型电能质量筛选调制器检测直流母线的电压电流参数和电能质量非敏感型负载直流母线的电压电流参数；功率协同模块根据所述交流母线的电压电流参数、电能质量非敏感型负载交流母线的电压电流参数、直流母线的电压电流参数和电能质量非敏感型负载直流母线的电压电流参数，进行优化计算，获取电能质量非敏感型负载交流母线的电压、电能质量非敏感型负载直流母线的电压的最优解；功率协同模块根据所述最优解通过交流型电能质量筛选调制器调节电能质量非敏感型负载交流母线的电压，直流型电能质量筛选调制器调节电能质量非敏感型负载直流母线的电压。优选地，所述进行优化计算具体为：以交流型电能质量筛选调制器、直流型电能质量筛选调制器、双向阻抗型AC/DC变换器的功率损耗之和最小化为优化目标，以智能家庭微网系统对市电呈纯阻性和分时恒功率、新能源100％并网为约束条件，进行优化计算。优选地，所述智能家庭微网系统还包括电能存储模块，所述智能家庭微网系统运行方法具体为：功率协同模块接收由交流型电能质量筛选调制器检测的交流母线的电压电流参数和电能质量非敏感型负载交流母线的电压电流参数，由直流型电能质量筛选调制器检测所述电能储存模块的电压电流参数、直流母线的电压电流参数和电能质量非敏感型负载直流母线的电压电流参数；功率协同模块根据所述交流母线的电压电流参数、电能质量非敏感型负载交流母线的电压电流参数、直流母线的电压电流参数、所述电能储存模块的电压电流参数和电能质量非敏感型负载直流母线的电压电流参数，进行优化计算，获取电能质量非敏感型负载交流母线的电压、电能质量非敏感型负载直流母线的电压、电能存储模块充放电功率的最优解；功率协同模块根据所述最优解通过交流型电能质量筛选调制器调节电能质量非敏感型负载交流母线的电压，直流型电能质量筛选调制器调节电能质量非敏感型负载直流母线的电压、电能存储模块充放电功率。优选地，所述进行优化计算具体为：以交流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交直流智能家庭微网协同系统，其特征在于，包括交流型电能质量筛选调制器、直流型电能质量筛选调制器、功率协同模块；交流母线通过所述交流型电能质量筛选调制器连接电能质量非敏感型负载交流母线；直流母线通过所述直流型电能质量筛选调制器连接电能质量非敏感型负载直流母线；所述交流型电能质量筛选调制器、所述直流型电能质量筛选调制器连接所述功率协同模块；其中，所述功率协同模块接收由所述交流型电能质量筛选调制器和所述直流型电能质量筛选调制器检测的各母线参数并进行优化计算，得出所述电能质量非敏感型负载交流母线的电压、所述电能质量非敏感型负载直流母线的电压的最优解，并发出指令控制所述交流型电能质量筛选调制器和所述直流型电能质量筛选调制器调节所述电能质量非敏感型负载交流母线的电压、所述电能质量非敏感型负载直流母线的电压。

【技术特征摘要】
1.一种交直流智能家庭微网协同系统，其特征在于，包括交流型电能质量筛选调制器、直流型电能质量筛选调制器、功率协同模块；交流母线通过所述交流型电能质量筛选调制器连接电能质量非敏感型负载交流母线；直流母线通过所述直流型电能质量筛选调制器连接电能质量非敏感型负载直流母线；所述交流型电能质量筛选调制器、所述直流型电能质量筛选调制器连接所述功率协同模块；其中，所述功率协同模块接收由所述交流型电能质量筛选调制器和所述直流型电能质量筛选调制器检测的各母线参数并进行优化计算，得出所述电能质量非敏感型负载交流母线的电压、所述电能质量非敏感型负载直流母线的电压的最优解，并发出指令控制所述交流型电能质量筛选调制器和所述直流型电能质量筛选调制器调节所述电能质量非敏感型负载交流母线的电压、所述电能质量非敏感型负载直流母线的电压。2.根据权利要求1所述的交直流智能家庭微网协同系统，其特征在于，还包括电能存储模块；所述电能存储模块连接所述直流型电能质量筛选调制器。3.根据权利要求1所述的交直流智能家庭微网协同系统，其特征在于，所述电能质量非敏感型负载交流母线连接交流型电能质量非敏感型负载；所述电能质量非敏感型负载直流母线连接直流型电能质量非敏感型负载；所述交流母线连接交流型电能质量敏感型负载；所述直流母线连接直流型电能质量敏感型负载。4.一种交直流智能家庭微网系统，其特征在于，包括如权利要求1至3任意一项所述的交直流智能家庭微网协同系统，还包括：所述交流母线、交流子网、所述直流母线、直流子网、直流新能源子网、双向阻抗型AC/DC变换器模块；所述交流子网包括所述交流型电能质量敏感型负载、所述交流型电能质量非敏感型负载、所述交流型电能质量筛选调制器；所述直流子网包括所述直流型电能质量敏感型负载、所述直流型电能质量非敏感型负载、所述直流型电能质量筛选调制器；所述交流母线分别连接市电、所述交流子网；所述直流母线分别连接所述直流新能源子网、所述直流子网；所述交流母线通过所述双向阻抗型AC/DC变换器模块与所述直流母线连接。5.根据权利要求4所述的智能家庭微网系统，其特征在于，所述直流新能源子网具体为直流型新能源模块的组合，包括：光伏模块、风电模块。6.根据权利要求4所述的智能家庭微网系统，其特征在于，所述市电通过孤岛开关与所述交流母线连接。7.一种智能家庭微网系统运行方法，基于如权利要求1至3中任意一项所述的智能家庭微网协同系统协同基于如权利要求4至6中任意一项所述的智能家庭微网系统进行执行，其特征在于，包括：功率协同模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：章云，张桂东，陈思哲，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44