一种氢能燃料电池直流微网系统技术方案

本实用新型专利技术涉及微电网技术领域，具体涉及一种氢能燃料电池直流微网系统，包括电网，中高压直流线路，与中高压直流线路连接的第一直流分路，与第一直流分路连接的低压直流模块，与所述第一直流分路连接的分布式发电系统，所述分布式发电系统包括氢能燃料电池发电模块和储能模块；能源信息控制系统。本实用新型专利技术设置了能源信息控制系统，各个组成部分均与能源信息控制系统通信连接，能源信息控制系统通过能源数据模块采集各组成部分的运行数据，并根据采集的运行数据，使用算法计算整个系统的供需功率平衡，同时设置了两条高压直流母线，增强了微网系统的抗干扰能力，保证在电力故障或电压闪变、电压跌落的发生时，供电系统不会崩溃。

【技术实现步骤摘要】
一种氢能燃料电池直流微网系统
本技术涉及微电网
，具体涉及一种氢能燃料电池直流微网系统。
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。长期以来，直流微网相关技术的研发一直受到各界的广泛关注。瑞典、日本、法国和美国等国家的通信公司已于20世纪90年代开始了300～400V数据中心直流配电的研究和介绍。另外，军舰、航空和自动化系统的直流区域配电，尤其是电力牵引直流供电技术已然成熟，这为直流微网的推广应用提供了良好的契机。如今，在住宅直流供电方面，欧盟、日本和美国纷纷开始了相关方面的研究和示范工程。我国在直流微网的研究方面还处于起步阶段，随着政府对新能源开发的日益重视和越来越多的直流家电技术得到推广和应用，直流微网将具有广阔的发展空间。然而，直流微网的发展仍有许多技术问题需要解决，如直流微网系统的工作容量有限，抗扰动能力弱。直流微网工作时，可能出现分布式单元输出功率的突变、大面积负荷的瞬时接入或脱落、并网切换到孤网或孤网到并网等瞬态变化过程，这些瞬态事件的发生会引起直流母线电压的瞬态上升或下降，称其为电压闪变和电压跌落。电压闪变和电压跌落的发生，不仅会给电子设备的正常运行带来不利，还很可能使控制系统发生误动作，最终导致整个直流微网系统的崩溃。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供了一种氢能燃料电池直流微网系统。本技术采用如下方案实现：一种氢能燃料电池直流微网系统，包括电网，氢能燃料电池直流微网系统还包括：中高压直流线路，所述中高压直流线路与电网连接；第一直流分路，所述第一直流分路与中高压直流线路连接，第一直流分路还连接有至少一个中高压负载；低压直流模块，所述低压直流模块与第一直流分路连接；与所述第一直流分路连接的分布式发电系统，所述分布式发电系统包括氢能燃料电池发电模块和储能模块；能源信息控制系统，所述能源信息控制系统与第一直流分路、分布式发电系统、低压直流模块中高压负载通信连接；所述中高压直流线路包括第一中高压直流母线和第二中高压直流母线，且所述第一中高压直流母线和第二中高压直流母线之间连接有直流断路器。进一步的，所述低压直流模块包括与第一直流分路连接的低压直流母线，与低压直流母线连接的第二直流分路，与第二直流分路连接的至少一个低压负载，所述第二直流分路、低压负载均与能源信息控制系统通信连接。进一步的，所述第一直流分路和第二中高压直流母线均通过AC/DC变换器与电网连接，且所述AC/DC变换器与能源信息控制系统通信连接。进一步的，所述氢能燃料发电模块、储能模块、中高压负载、低压负载、AC/DC变换器均设置有用于采集能源信息的能源信息数据模块。进一步的，所述第一直流分路通过DC/DC变换器与低压直流母线连接，且所述DC/DC变换器设置有用于采集能源信息的能源信息数据模块。进一步的，所述低压负载的负载额定功率≤500W，所述中高压负载的负载功率＞500W。进一步的，所述能源信息监控系统还连接有远程监控端。进一步的，所述氢能燃料电池发电模块还连接有一氢气供气单元。进一步的，所述分布式发电模块还包括光伏发电系统。对比现有技术，本技术具有以下有益效果：1.本技术设置了能源信息控制系统，各个组成部分均与能源信息控制系统通信连接，能源信息控制系统通过能源数据模块采集各组成部分的运行数据，并根据采集的运行数据，使用算法计算整个系统的供需功率平衡，增强了微网系统的抗干扰能力，保证在电力故障或电压闪变、电压跌落的发生时，供电系统不会崩溃。2.高压直流线路设置了两条高压直流母线，且两条高压直流母线通过直流断路器连接，当任意一条中高压母线出现故障时，直流断路器可快速断开，仅使用未故障的一条，进一步避免直流微网系统崩溃。3.本技术使用氢能燃料电池发电、光伏发电，保证直流微网系统长时间、稳定、高效和绿色运行。4.配置中高压、低压两种电压等级的直流母线，系统搭配直流电器作为常用家用电器，减少系统能源变换，提高电能质量。附图说明图1为本技术提供的一种氢能燃料电池直流微网系统的示意图。图2为本技术的控制流程图。具体实施方式为便于本领域技术人员理解本技术，下面将结合具体实施例和附图对本技术作进一步详细描述。参照图1和图2，本技术提供的一种氢能燃料电池直流微网系统，包括电网，氢能燃料电池直流微网系统还包括：中高压直流线路，所述中高压直流线路与电网连接；第一直流分路，所述第一直流分路与中高压直流线路连接，第一直流分路还连接有至少一个中高压负载；低压直流模块，所述低压直流模块与第一直流分路连接；与所述第一直流分路连接的分布式发电系统，所述分布式发电系统包括氢能燃料电池发电模块和储能模块，还包括光伏发电系统；能源信息控制系统，所述能源信息控制系统与第一直流分路、分布式发电系统、低压直流模块中高压负载通信连接。具体实施时，发电系统不限于氢能燃料电池发电模块，还可采用风电、水电等其他发电模块。所述中高压直流线路包括第一中高压直流母线和第二中高压直流母线，且所述第一中高压直流母线和第二中高压直流母线之间连接有直流断路器。两条中高压直流母线通过直流断路器连接构成冗余设计，系统正常工作时两条中高压直流母线均使用（直流断路器闭合），当任意一条中高压直流母线出现故障时，直流断路器断开，仅使用未故障的一条，避免系统全面崩溃。所述低压直流模块包括与第一直流分路连接的低压直流母线，与低压直流母线连接的第二直流分路，与第二直流分路连接的至少一个低压负载，所述第二直流分路、低压负载均与能源信息控制系统通信连接。能源信息控制系统可以控制第一直流分路、第二直流分路不同分路的通断。所述第一直流分路和第二中高压直流母线均通过AC/DC变换器与电网连接，且所述AC/DC变换器与能源信息控制系统通信连接。所述氢能燃料发电模块、储能模块、中高压负载、低压负载、AC/DC变换器均设置有用于采集能源信息的能源信息数据模块。所述第一直流分路通过DC/DC变换器与低压直流母线连接，且所述DC/DC变换器设置有用于采集能源信息的能源信息数据模块。能源信息数据模块可采集各设备运行数据，如：设备信息、控制数据、状态数据、能源数据（电压、电流、有功功率、无功功率），直流母线电压响应机制的四个控制区（分为运行区、隔离区、控制区、保护区）仅为自动算法的一部分，系统运行在最优状态，首先还需要通过能源数据模块采集设备信息，区分设备是负载还是能源供给设备；采集状态数据可以判定各设备运行状态（对于负载是：开启、关闭、待机，对于储能模块是：充电、放电、不冲不放，对于燃料电池模块是：发电、不发电），其次能源数据模块采集各设备电压、电流、有功功率、无功功率信息，通过算法实时计算出负载耗电量来实时调整电网、氢能燃料电池发电模块、光伏发电模块、储能模块运行状态（调整发电量），使系统能源达本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氢能燃料电池直流微网系统，包括电网，其特征在于，氢能燃料电池直流微网系统还包括：/n中高压直流线路，所述中高压直流线路与电网连接；/n第一直流分路，所述第一直流分路与中高压直流线路连接，第一直流分路还连接有至少一个中高压负载；/n低压直流模块，所述低压直流模块与第一直流分路连接；/n与所述第一直流分路连接的分布式发电系统，所述分布式发电系统包括氢能燃料电池发电模块和储能模块；/n能源信息控制系统，所述能源信息控制系统与第一直流分路、分布式发电系统、低压直流模块中高压负载通信连接；/n所述中高压直流线路包括第一中高压直流母线和第二中高压直流母线，且所述第一中高压直流母线和第二中高压直流母线之间连接有直流断路器。/n

【技术特征摘要】
1.一种氢能燃料电池直流微网系统，包括电网，其特征在于，氢能燃料电池直流微网系统还包括：
中高压直流线路，所述中高压直流线路与电网连接；
第一直流分路，所述第一直流分路与中高压直流线路连接，第一直流分路还连接有至少一个中高压负载；
低压直流模块，所述低压直流模块与第一直流分路连接；
与所述第一直流分路连接的分布式发电系统，所述分布式发电系统包括氢能燃料电池发电模块和储能模块；
能源信息控制系统，所述能源信息控制系统与第一直流分路、分布式发电系统、低压直流模块中高压负载通信连接；
所述中高压直流线路包括第一中高压直流母线和第二中高压直流母线，且所述第一中高压直流母线和第二中高压直流母线之间连接有直流断路器。


2.根据权利要求1所述的氢能燃料电池直流微网系统，其特征在于，所述低压直流模块包括与第一直流分路连接的低压直流母线，与低压直流母线连接的第二直流分路，与第二直流分路连接的至少一个低压负载，所述第二直流分路、低压负载均与能源信息控制系统通信连接。


3.根据权利要求2所述的氢能燃料电池直流微网系统，其特征在于，所述第一直流分路和第二中高压直流母...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖彪，朱伟睿，张威，刘智亮，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44