高速公路链式微电网系统技术方案

本发明专利技术属于能量利用技术领域，公开了一种高速公路链式微电网系统，包括至少两个微电网单元，所述微电网单元包括直流母线、微网能量管理模块、直流发电模块、直流储能模块、直流充电桩和用电设备；所述能量管理单元用于实现能量管理与系统保护；所述直流充电桩用于给电动车进行直流快速充电；所述用电设备包括直流LED路灯、广告牌和摄像头等交通用电设施；所述微电网单元相邻设于高速公路上，相邻的所述微电网单元的直流母线之间通过可控连接装置连接，使微电网单元即可独立运行又可组成链式微电网系统互联互济。本发明专利技术使用分布式新能源，实现电能自给自足；微电网单元分布均匀，有效解决夜间照明、电动汽车充电续航以及各种交通设施用电问题。

【技术实现步骤摘要】
高速公路链式微电网系统
本专利技术属于能量利用
，尤其涉及一种高速公路链式微电网系统。
技术介绍
随着社会和经济发展，以高速公路为代表的公共路网对电力供应提出新的要求。首先，高速公路当前的主要用电负荷是路灯，受制于电费预算限制，或因地域偏僻建设困难等因素，大部分里程的高速公路没有配备路灯，存在巨大的安全隐患。其次，暴发式增长的电动汽车在行驶中需要快速和大容量充电需求，对传统电网的建设和运维提出巨大挑战。此外，交通监管设备、通讯设备、广告牌等设备设施在高速公路上用量大，分布广，现有电网建设方案也很难满足这种需求。依赖自备独立的太阳能发电装置会造成资源浪费、维护困难等问题。因此，传统的技术方案存在现有电网存在难以满足高速公路用电需求，且造成资源浪费和维护困难的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高速公路链式微电网系统，旨在解决传统技术方案中存在的现有电网难以满足高速公路用电需求，且造成资源浪费和维护困难的问题。一种高速公路链式微电网系统，包括至少两个微电网单元；每个所述微电网单元包括直流母线，以及连接至所述直流母线上的微网能量管理模块、直流发电模块、直流储能模块、直流充电桩和用电设备；所述微网能量管理模块用于控制所述微电网单元的发电、储电、配电和用电环节；所述直流发电模块产生电能并将所述电能送入所述直流母线，用于给所述微网能量管理模块、所述直流储能模块、所述直流充电桩和所述用电设备供电；所述直流储能模块用于储存所述直流发电模块产生的电能；所述直流充电桩上设置有与电动车配套的充电接口，用于给所述电动车进行直流充电；所述微电网单元相邻设于所述高速公路上，相邻的所述微电网单元的所述直流母线之间通过可控连接装置连接。进一步地，还包括保护模块，所述保护模块用于检测所述微电网单元是否存在短路和/或漏电情况，当检测到所述短路和/或漏电情况时，所述保护模块通过控制所述可控连接装置来切断相邻的所述微电网单元间的连接。进一步地，所述微网能量管理模块还包括通信模块，所述通信模块用于建立所述直流充电桩与移动终端和/或云端之间的无线通信。进一步地，所述直流充电桩上设置有人机交互面板，所述人机交互面板用于充电时间设置、充电速度设置和充电支付。进一步地，所述用电设备包括直流LED路灯、电子广告牌和交通监管设备中的一种或多种。进一步地，所述微电网单元还包括传感器模块，所述传感器模块用于检测日照和车流量情况，并根据所述日照和车流量情况调节所述直流LED路灯的亮度。进一步地，所述直流发电模块包括光伏发电设备和/或风力发电设备。进一步地，所述直流储能模块包括储能电池。进一步地，所述可控连接装置包括固态直流继电器、机械式直流继电器或混合式直流继电器。进一步地，所述微电网单元还包括交直流互通装置，所述交直流互通装置连接所述直流母线和交流电网，用于给连接至所述交流电网的交流负载供电。本专利技术充分利用太阳能、风能和锂电池等清洁安全的新能源发电装置和储能装置，结合直流LED路灯、电动汽车等新能源负荷，构成“高速公路链式微电网”系统，本专利技术相对于现有技术的有益效果是：1.实现能源自给自足，不受制于电费预算的限制，无需铺设远距离高压输配电线路和变压器。2.微电网单元分布均匀，有效解决夜间照明、电动汽车充电续航以及各种交通设施用电问题。3.微电网单元即可独立运行又可组成链式微电网系统，实现不同微电网单元之间的互联互济，不会造成资源的浪费，且当发生电路故障时，不会造成整个链式微电网系统的崩溃，供电可靠性高，节省建设和维护成本。4.采用新能源直流发电装置和储能装置，无逆变器，提高能源利用效率和用电可靠性。5.能源清洁安全零排放。附图说明图1为本专利技术实施例一种高速公路链式微电网系统的结构图。图2为本专利技术实施例微电网单元的结构图。图3为本专利技术实施例微电网单元之间的连接方式及保护模块示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利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专利技术，并不用于限定本专利技术。请参阅图1，本专利技术的较佳实施例中一种高速公路链式微电网系统，包括至少两个微电网单元100(或称纳网)，微电网单元100相邻设于高速公路上，相邻的微电网单元100的直流母线10之间通过可控连接装置20连接。每个微电网单元100包括直流母线10，以及连接至直流母线10上的微网能量管理模块17、直流发电模块11、直流储能模块12、直流充电桩13和用电设备14。直流发电模块11产生的电能送入直流母线10，用于给微网能量管理模块17、直流储能模块12、直流充电桩13和用电设备14供电；直流储能模块12用于储存直流发电模块11产生的电能；直流充电桩13上设置有与电动车配套的充电接口，用于给电动车进行直流快速充电，微网能量管理模块17包括通信模块(未图示)，通信模块用于建立微电网单元100内各模块之间的通信、微电网单元100之间的通信以及微电网单元100与移动终端和/或云端之间的通信；用电设备14设置在高速公路现场。微网能量管理模块17通过记录、统计和分析系统的电力运行数据，管理调度微电网单元100的发电、储电、配电和用电状态，两个相邻微电网单元100中的微网能量管理模块17可以相互通信，构成无中心化的链式微网能量管理系统，实现无中心化的链式微网的能量管理，实现云端大数据功能以及移动终端的互动能力，使得系统的运行达到最佳状态，实现较好的经济效益。本专利技术集发电、储电、配电、用电为一体，采用直流母线主动配电，实现智能用电、按需用电和协同用电。请参阅图2，本专利技术的较佳实施例中微电网单元100包括直流母线10、直流发电模块11、直流储能模块12、直流充电桩13、用电设备14、直流并网模块15、人机交互面板16和交直流互通装置18。其中，直流发电模块11包括光伏发电设备111和/或风力发电设备112；人机交互面板16设置于直流充电桩13上；用电设备14包括直流LED路灯141和/或电子广告牌142。直流储能模块12、直流充电桩13和用电设备14连接至直流母线10；直流发电模块11通过直流并网模块15连接至直流母线10；交直流互通装置18分别连接直流母线10和交流电网；交流电网上连接有交流负载。当高速公路周围存在交流电网时，可以将直流发电模块11产生的电能及直流储能模块12中储存的电能通过交直流互通装置18输送到高速公路周围的交流电网，用于给交流负载供电，其中，直流发电模块11产生的电能及直流储能模块12中储存的电能可以通过交直流互通装置18给高速公路附近的居民区供电，也可以给设于高速公路上的交流负载，或高速公路服务区和休息区等场所的交流负载供电。光伏发电设备111包括太阳能板(未图示)及光电转换装置(未图示)。光伏发电设备111是利用半导体材料的光电效应直接将太阳能转换为电能的系统，主要利用太阳能板发电。风力发电设备112是将风能转化为电能的发电系统。光伏发电设备111和风力发电设备112根据高速公路现场情况合理安装。本专利技术充分利用太阳能和风能等清洁安全的新能源作为直流发电模块11，利用可再生能源发出的直流电，实现能源自助供给。直流发电模块11连接至直流母线上，直流发电模块11产生的电能通过直流母线用于给各本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速公路链式微电网系统，其特征在于，包括至少两个微电网单元；每个所述微电网单元包括直流母线，以及连接至所述直流母线上的微网能量管理模块、直流发电模块、直流储能模块、直流充电桩和用电设备；所述微网能量管理模块用于控制所述微电网单元的发电、储电、配电和用电环节；所述直流发电模块产生电能并将所述电能送入所述直流母线，用于给所述微网能量管理模块、所述直流储能模块、所述直流充电桩和所述用电设备供电；所述直流储能模块用于储存所述直流发电模块产生的电能；所述直流充电桩上设置有与电动车配套的充电接口，用于给所述电动车进行直流充电；所述微电网单元相邻设于所述高速公路上，相邻的所述微电网单元的所述直流母线之间通过可控连接装置连接。

【技术特征摘要】
1.一种高速公路链式微电网系统，其特征在于，包括至少两个微电网单元；每个所述微电网单元包括直流母线，以及连接至所述直流母线上的微网能量管理模块、直流发电模块、直流储能模块、直流充电桩和用电设备；所述微网能量管理模块用于控制所述微电网单元的发电、储电、配电和用电环节；所述直流发电模块产生电能并将所述电能送入所述直流母线，用于给所述微网能量管理模块、所述直流储能模块、所述直流充电桩和所述用电设备供电；所述直流储能模块用于储存所述直流发电模块产生的电能；所述直流充电桩上设置有与电动车配套的充电接口，用于给所述电动车进行直流充电；所述微电网单元相邻设于所述高速公路上，相邻的所述微电网单元的所述直流母线之间通过可控连接装置连接。2.如权利要求1所述的高速公路链式微电网系统，其特征在于，还包括保护模块，所述保护模块用于检测所述微电网单元是否存在短路和/或漏电情况，当检测到所述短路和/或漏电情况时，所述保护模块通过控制所述可控连接装置来切断相邻的所述微电网单元间的连接。3.如权利要求1任一项所述的高速公路链式微电网系统，其特征在于，所述微网能量管理模块还包括通信模块，所述通信模块用于建立所述直流充电桩与移动终...

【专利技术属性】
技术研发人员：马化盛，黄文海，
申请(专利权)人：深圳桑达国际电源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44