一种高可靠性的智能微网系统技术方案

本发明专利技术涉及一种高可靠性的智能微网系统，包括第一开关、交流母线、桥式电路、直流母线、新能源发电设备及控制单元；第一开关连接外部电网、以根据控制单元输出的开关控制信号导通或关闭，以使智能微网系统进入并网模式或者离网模式；交流母线与第一开关连接，桥式电路分别连接交流母线和直流母线，新能源发电设备与直流母线连接；桥式电路包括第一能量支路和第二能量支路，第一能量支路和第二能量支路均分别与交流母线和直流母线连接，且为并联结构，以在任意一支路异常时，由另一支路作为异常支路的备份。本发明专利技术可解决微网“瓶颈”问题，对于并网端口，呈现平稳的功率互动，满足应急供电需求，稳定性和可靠性高。

A high reliability intelligent microgrid system

The invention relates to an intelligent micro network system with high reliability, including a first switch, an AC bus, a bridge circuit, a DC bus, a new energy power generation device and a control unit; a first switch is connected to an external power grid to conduct or close according to the switch control signal output by the control unit, so that the intelligent micro network system can enter a grid connection mode or an off grid mode; an AC bus and a first open mode The bridge circuit consists of the first energy branch and the second energy branch. The first energy branch and the second energy branch are connected with the AC bus and the DC bus respectively, and are of parallel structure. When any branch is abnormal, the other branch is used as the abnormal branch Backup. The invention can solve the \bottleneck\ problem of micro network, and presents stable power interaction for the grid connection port, meets the emergency power supply demand, and has high stability and reliability.

【技术实现步骤摘要】
一种高可靠性的智能微网系统
本专利技术涉及电能
，更具体地说，涉及一种高可靠性的智能微网系统。
技术介绍
智能微网系统（下文简称微网系统）既可以与外部电网连接后运行在并网模式，也可以脱离外部电网后运行在离网（孤岛）模式。并网模式下的微网系统具有削峰填谷、调频、稳定电网、提供电能的作用，可以改善电网质量，提高电网的稳定性和故障恢复能力；离网模式下的微网系统具有应急供电作用，可以保障重要负荷供电，且具有新能源发电设备的接入，可以补充系统电能。目前运行的微网系统方案主要分为：交流母线方案和直流母线方案。交流母线的特点是各个设备以交流电的方式汇成交流母线。系统运行在并网模式时，各设备并联于交流母线并受控于智能微网能量管理系统（下文简称能量管理系统）。此模式下的各设备电气联系相对独立，当储能变流器（PowerConversionSystem，简称PCS）出现故障后，系统无法对电池进行充放电操作，削峰填谷、调频等功能失效。需要指出的是，风能、太阳能等新能源电能具有间歇性、波动性的特点，具有波动性的电能对电网造成影响，即便使用能量管理系统对并入的电能进行调控，也无法完全“平滑”并网端口的功率。系统运行在离网模式时，PCS、一级负荷、光伏逆变器、风力发电逆变器等设备或负荷组成局部电网运行，发电设备和用电设备的功率平衡由PCS承担且提供电压基准源，当PCS出现故障后，系统无法运行。直流母线的特点是各个设备以直流电的方式汇成直流母线。当PCS故障后，在能量管理系统的参与和控制下，可以实现对动力电池充电，但无法与外部电网交互。此方案的优点在于直流电能转换效率高，系统优选储能，优选适用于离网模式，其他主要优缺点与交流母线方案基本相同。该方案组成的系统也具有并网模式和离网模式。并网模式下，新能源波动性可以利用动力电池储能来“平滑”波动的功率，并网端口的功率比较稳定，却缩短电池寿命。两类方案都是以PCS为核心，实现能量的存储与释放。当PCS出现故障后，并网模式下的微网系统无法正常运行，离网模式下的微网系统瘫痪。由此可见，PCS成为影响系统运行可靠性的“瓶颈”，这是目前微网系统存在的重大问题之一，另外一个重大问题是动力电池的寿命及维护成本。动力电池一般使用锂电池，具有能量密度大、低碳环保的特点，广泛应用于各类微网系统的储能组件。由于系统运行的需要，不停的对电池进行充放电且功率不断的变化，而这样的工况对动力电池寿命造成严重影响。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种高可靠性的智能微网系统。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种高可靠性的智能微网系统，包括：第一开关、交流母线、桥式电路、直流母线、新能源发电设备、以及与所述第一开关连接的控制单元；所述第一开关连接外部电网、以根据控制单元输出的开关控制信号导通或关闭，以使所述智能微网系统进入并网模式或者离网模式；所述交流母线与所述第一开关连接，所述桥式电路分别连接所述交流母线和所述直流母线，所述新能源发电设备与所述直流母线连接；所述桥式电路包括第一能量支路和第二能量支路，所述第一能量支路和所述第二能量支路均分别与所述交流母线和所述直流母线连接，且所述第一能量支路与所述第二能量支路为并联结构，以在所述第一能量支路和所述第二能量支路中的任意一支路异常时，由另一支路作为异常支路的备份。其中，所述第一开关为断路器或接触器。其中，还包括：设置在所述直流母线上、且分别连接所述第一能量支路和所述第二能量支路的第一转换电路。其中，所述第一转换电路为双向DC/DC变换器。其中，所述第一能量支路包括：第一储能变流器和动力电池；所述第一储能变流器的第一端连接所述交流母线，所述第一储能变流器的第二端连接所述直流母线和所述动力电池。其中，所述第一能量支路还包括：设置在所述第一储能变流器的第一端与所述交流母线之间的第二开关、设置在所述第一储能变流器的第二端与所述直流母线之间的第三开关、设置在所述直流母线与所述动力电池之间的第四开关。其中，所述第二能量支路包括：至少一条第二子能量支路；所述至少一条第二子能量支路为并联结构，且每一条所述第二子能量支路包括第二储能变流器和超级电容组；所述第二储能变流器的第一端连接所述交流母线，所述第二储能变流器的第二端连接所述直流母线和所述超级电容。其中，还包括：设置在所述直流母线上、且分别连接相邻两条第二子能量支路的第二转换电路。其中，所述第二转换电路为双向DC/DC转换器。其中，每一条所述第二子能量支路还包括：第五开关、第六开关和第七开关；所述第五开关的第一端连接所述交流母线，所述第五开关的第二端连接所述第二储能变流器的第一端，所述第二储能变流器的第二端连接所述第六开关的第一端，所述第六开关的第二端连接所述直流母线和所述第七开关的第一端，所述第七开关的第二端连接所述超级电容组。其中，还包括：与所述交流母线连接的多级负荷、以及与所述多级负荷对应设置的负荷开关；所述多级负荷为并联结构。其中，所述新能源发电设备包括：与所述直流母线连接、将光能转换为直流电的光伏变换器。其中，所述新能源发电设备包括：与所述直流母线连接、将风能转换为直流电的风力发电变换器。其中，还包括：与所述直流母线连接、接收所述直流母线上的直流电的用电设备；所述用电设备包括DC设备和/或DC负荷。其中，所述超级电容组包括：多个串联电容组、多个并联电容组、多个串并联电容组中的任意一种。实施本专利技术的高可靠性的智能微网系统，具有以下有益效果：该高可靠性的智能微网系统，包括第一开关、交流母线、桥式电路、直流母线、新能源发电设备及控制单元；第一开关连接外部电网、以根据控制单元输出的开关控制信号导通或关闭，以使智能微网系统进入并网模式或者离网模式；交流母线与第一开关连接，桥式电路分别连接交流母线和直流母线，新能源发电设备与直流母线连接；桥式电路包括第一能量支路和第二能量支路，第一能量支路和第二能量支路均分别与交流母线和直流母线连接，且为并联结构，以在任意一支路异常时，由另一支路作为异常支路的备份。本专利技术两条能量支路可以互为备份，有效解决微网“瓶颈”问题，对于并网端口，呈现平稳的功率互动，满足应急供电需求，稳定性和可靠性高。进一步地，该高可靠性的智能微网系统可以吸收新能源发电设备产生的波动性、间歇性的电能，而且该智能微网系统还可以运行在多种模式下，简化能量控制策略，维护成本低。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术实施例提供一种高可靠性的智能微网系统的逻辑框图；图2是本专利技术实施例提供一种高可靠性的智能微网系统的电路原理图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高可靠性的智能微网系统，其特征在于，包括：第一开关、交流母线、桥式电路、直流母线、新能源发电设备、以及与所述第一开关连接的控制单元；/n所述第一开关连接外部电网、以根据控制单元输出的开关控制信号导通或关闭，以使所述智能微网系统进入并网模式或者离网模式；/n所述交流母线与所述第一开关连接，所述桥式电路分别连接所述交流母线和所述直流母线，所述新能源发电设备与所述直流母线连接；/n所述桥式电路包括第一能量支路和第二能量支路，所述第一能量支路和所述第二能量支路均分别与所述交流母线和所述直流母线连接，且所述第一能量支路与所述第二能量支路为并联结构，以在所述第一能量支路和所述第二能量支路中的任意一支路异常时，由另一支路作为异常支路的备份。/n

【技术特征摘要】
1.一种高可靠性的智能微网系统，其特征在于，包括：第一开关、交流母线、桥式电路、直流母线、新能源发电设备、以及与所述第一开关连接的控制单元；
所述第一开关连接外部电网、以根据控制单元输出的开关控制信号导通或关闭，以使所述智能微网系统进入并网模式或者离网模式；
所述交流母线与所述第一开关连接，所述桥式电路分别连接所述交流母线和所述直流母线，所述新能源发电设备与所述直流母线连接；
所述桥式电路包括第一能量支路和第二能量支路，所述第一能量支路和所述第二能量支路均分别与所述交流母线和所述直流母线连接，且所述第一能量支路与所述第二能量支路为并联结构，以在所述第一能量支路和所述第二能量支路中的任意一支路异常时，由另一支路作为异常支路的备份。


2.根据权利要求1所述的高可靠性的智能微网系统，其特征在于，所述第一开关为断路器或接触器。


3.根据权利要求1所述的高可靠性的智能微网系统，其特征在于，还包括：设置在所述直流母线上、且分别连接所述第一能量支路和所述第二能量支路的第一转换电路。


4.根据权利要求3所述的高可靠性的智能微网系统，其特征在于，所述第一转换电路为双向DC/DC变换器。


5.根据权利要求1所述的高可靠性的智能微网系统，其特征在于，所述第一能量支路包括：第一储能变流器和动力电池；
所述第一储能变流器的第一端连接所述交流母线，所述第一储能变流器的第二端连接所述直流母线和所述动力电池。


6.根据权利要求5所述的高可靠性的智能微网系统，其特征在于，所述第一能量支路还包括：设置在所述第一储能变流器的第一端与所述交流母线之间的第二开关、设置在所述第一储能变流器的第二端与所述直流母线之间的第三开关、设置在所述直流母线与所述动力电池之间的第四开关。


7.根据权利要求1所述的高可靠性的智能微网系统，其特征在于，所述第二能量支路包括：至少一条第二子能量支路；
所述至少一条第二子能量支路...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳权，万新航，
申请(专利权)人：深圳奥特迅电力设备股份有限公司，深圳市奥特迅软件有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44