一种新型友好型智能微电网制造技术

本实用新型专利技术公开了一种新型友好型智能微电网包括直流母线、交流母线、分布式电源和储能装置，以及同时与直流母线和交流母线连接的DC/AC双向变流器；还包括并网控制器和微网控制器。本实用新型专利技术通过一种含有多种分布式发电、交直流母线并存的友好型智能微电网结构，同时在直流母线侧引入超级电容储能装置，较好的解决和适应了分布式电源发电特性各异、位置分散、数量较多对微电网的供电可靠性、安全性、电能质量方面产生的负面影响。

A new type of friendly smart microgrid

The utility model discloses a DC bus, including AC bus, distributed power and energy storage device of a new intelligent friendly micro grid, and the bidirectional DC/AC converter is simultaneously connected to the DC bus and AC bus; also includes a controller and grid connected microgrid controller. The utility model through a contains a variety of distributed generation, friendly coexistence of Intelligent DC micro grid structure, while the introduction of super capacitor in the DC side device, solve the distributed power generation and adapt to different characteristics, location and number of distributed micro grid power supply reliability, safety, power the quality of the produced negative influence.

【技术实现步骤摘要】
一种新型友好型智能微电网
本技术涉及微电网
，尤其涉及一种新型友好型智能微电网。
技术介绍
微电网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统。微电网以内部分布式清洁能源为主电源，包括：风电、光电、生物质发电等，是以新能源综合利用为目标的发电形式。微电网具备完整的发输配电功能，可以实现网内的功率平衡与能量优化。微电网电压等级一般在10kV以下，电网系统规模一般在兆瓦级及以下，电网与终端用户或设备相连，电能就地利用。微电网内部自主进行负荷、发电、储能的协调控制。微电网与大电网既可以并网运行也可以离网运行，对大电网有一定的支撑作用，可为用户提供优质可靠的电力。当微电网与外部电网分离时，微电网的供电侧能够维持对自身内部用电负荷的电能供应的平衡。普通微电网通常采用AC400V低压共交流母线方式，系统中的各微源、储能、发电机等单元不需要电压转换即可联接入微电网母线中。由于微电网中存在着多种能源输入（风、光、天然气等），多种能源输出（电能、热能等）、多种能源转换单元（风/电、光/电、热/电、交流/直流/交流）以及多种运行状态（并网、离网）使得微电网的动态特性相对于单个的分布式发电系统而言更加复杂。传统微电网对电网安全和电能质量的影响：由于分布式能源形式多样、发电特性各异、位置分散、数量较多，所以分布式发电装置在启动/停止的切换过程中，容易导致微电网电压的快速变化；也会在微电网与大电网简单并网运行时，对大电网产生较大的冲击。微电网中，在分布式能源高渗透比下，短路故障时，微电网系统的电压跌落容易导致大量分布式电源从网内断开，微电网系统稳定性受到威胁。微电网中，在分布式能源高渗透比下，易引起稳态情况下电压电流的振荡失稳，对微电网系统的稳定性产生较大影响。由于不同的能源输入设备的电压偏差，会改变微电网原有的电压分布。微电网中的电力电子设备接口将谐波引入到交流母线系统当中。风电、光伏等功率输出有一定的间歇性，使得微电网功率平衡控制难度加大。微电网中的间歇式分布电源，使得网内的系统控制难度加大。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是：提供一种新型友好型智能微电网，该微电网较好的解决和适应了分布式电源发电特性各异、位置分散、数量较多，对微电网的供电可靠性、安全性、电能质量方面产生的负面影响。为解决上述技术问题，本技术的技术方案是：一种新型友好型智能微电网，包括直流母线、交流母线、分布式电源、超级电容和储能装置，以及同时与所述直流母线和所述交流母线连接的DC/AC双向变流器；所述分布式电源包括光伏发电装置和风力发电机；所述直流母线分别通过一DC/DC变换器与所述光伏发电装置、所述风力发电机、所述超级电容与直流负荷连接；所述交流母线还与交流负荷连接，且通过隔离变压器与微燃机连接；还包括电连接的并网控制器和微网控制器，所述并网控制器分别与所述DC/AC双向变流器连接，所述交流负荷、所述微燃机、所述DC/AC双向变流器和各所述DC/DC变换器分别与所述微网控制器连接。优选方式为，所述储能装置为储能电池。采用上述技术方案后，本技术的有益效果是：由于本技术的新型友好型智能微电网包括直流母线、交流母线、分布式电源、超级电容和储能装置，以及同时与直流母线和交流母线连接的DC/AC双向变流器；还包括并网控制器和微网控制器。本技术与现有技术相比具有以下优点：1）可增强供电连续性和可靠性，提高电源品质和供电质量，有效减少交流母线的谐波，减小相位差，提高控制系统的可靠性；2）可同时满足用户对电能质量和供电可靠性、安全性方面的需求；3）可通过选择与主电网的并网运行或离网运行的方式，解决供电与需求的不平衡关系；4）减少了高渗透率分布式电源简单并网对电网的不利影响；5)对微电网中的直流负荷，直接通过直流母线系统提供直流电，可减少使用变流装置，降低设备成本及变流过程的能量损耗；6）通过直流母线系统供电，供电回路中主要存在电阻损耗，相同供电过程的线路能量损耗较交流供电回路小；7）由于DC/DC换流器比AC/DC整流器的电能转换效率高，在系统中，更多的采用DC/DC换流器，降低了电能转换的能量损失；8）可对单设施的交、直流负荷进行供电；如：单体建筑、独立用电的交直流用电设备；9）大大提高微电网中分布式电源的有效运行时间，提高可再生能源的优化利用率；10）通过微电网的监控平台，对系统设备以及各支路的电压、电流、功率、有功无功、功率因数等电能数据进行采集和分析；通过微电网控制器对微电网的稳定运行进行协调控制。附图说明图1是本技术的新型友好型智能微电网的原理框图;图中：1—直流母线、2—交流母线。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。如图1所示，一种新型友好型智能微电网包括直流母线1、交流母线2、分布式电源、超级电容和储能装置，以及同时与直流母线1和交流母线2连接的DC/AC双向变流器；其中分布式电源包括光伏发电装置和风力发电机。本实施例的储能装置为储能电池。直流母线1分别通过一DC/DC变换器与光伏发电装置、风力发电机、超级电容与直流负荷连接。交流母线2还与交流负荷连接，且通过隔离变压器与微燃机连接。还包括电连接的并网控制器和微网控制器，其中并网控制器分别与DC/AC双向变流器连接，交流负荷、微燃机、DC/AC双向变流器和各DC/DC变换器分别与微网控制器连接；整个微电网在交流侧通过并网控制器实现与电网侧的并网。本技术的友好型智能微电网，超级电容作为储能设备和能量缓冲设备，可解决微电网中的谐波问题、功率因数问题、负荷波动等电能质量问题。由于超级电容的充放电响应速度快、瞬时充放电流大，使用超级电容作为储能装置储存微电网中剩余电能，能达到微电网内能源的瞬间动态平衡。超级电容是友好型智能微网维持系统暂态稳定的主要设备之一。微燃机作为可靠持续的电源支撑，在分布式电源的间歇期，支撑微电网的能量平衡，保证整个微电网在离网情况下持续运行。并网控制器测量电网侧的电压、频率、相位，进行并列条件的检测与判断。在微电网与大电网的交流电压差、频率差小于允许值且相位角差接近零度时进行同期合闸，实现并网或离网操作。电网侧与大电网的6kV～35kV配电系统连接，与大电网进行电能的输送与输入，实现并网或离网两种运行方式。本技术可根据系统运行状态进行全网的功率平衡协调控制，微网控制器通过对微电网内部不同的分布式发电设备、储能设备、微燃机、交直流负荷、DC/AC双向变流器、并网控制器的优化控制，提高发电/供电的可靠性、稳定性，优化微电网与大电网之间的并网控制，通过多种能源形式满足微电网用户的能源需求。微网控制器对全微电网范围内的运行参数的实时信息进行采集，包括：风力发电机线路运行数据信息、光伏线路运行数据信息、储能装置运行数据信息、负荷侧运行数据信息、微电网与主电网分界点的频率、电压、功率因数等数据信息；通过暂态稳控保护策略，对微电网系统的运行状态进行全网的功率平衡协调控制，对稳态情况下电压电流的振荡失稳起到抑制作用，保证微电网在离网运行或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型友好型智能微电网，其特征在于，包括直流母线、交流母线、分布式电源、超级电容和储能装置，以及同时与所述直流母线和所述交流母线连接的DC/AC双向变流器；所述分布式电源包括光伏发电装置和风力发电机；所述直流母线分别通过一DC/DC变换器与所述光伏发电装置、所述风力发电机、所述超级电容与直流负荷连接；所述交流母线还与交流负荷连接，且通过隔离变压器与微燃机连接；还包括电连接的并网控制器和微网控制器，所述并网控制器分别与所述DC/AC双向变流器连接，所述交流负荷、所述微燃机、所述DC/AC双向变流器和各所述DC/DC变换器分别与所述微网控制器连接。

【技术特征摘要】
1.一种新型友好型智能微电网，其特征在于，包括直流母线、交流母线、分布式电源、超级电容和储能装置，以及同时与所述直流母线和所述交流母线连接的DC/AC双向变流器；所述分布式电源包括光伏发电装置和风力发电机；所述直流母线分别通过一DC/DC变换器与所述光伏发电装置、所述风力发电机、所述超级电容与直流负荷连接；所述交流母...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔文刚，罗志巍，姜兴华，
申请(专利权)人：新疆新能源研究院有限责任公司，
类型：新型
国别省市：新疆,65