一种用户侧的多端口电能变换装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用户侧的多端口电能变换装置及其控制方法，该装置包括微电网路由器以及分别与微电网路由器电连接的光伏发电模组和终端模组；光伏发电模组利用太阳能进行发电，微电网路由器用于实现并网供电模式和离网供电模式的模式切换，所述并网模式是光伏发电模组优先为用户侧供电，余电上网，所述离网模式是光伏发电模组所发电量全部自用或者储存；终端模组用于用户侧自主选择供电模式，用户通过所述终端模组手动控制微电网路由器进行模式切换，选择进行并网供电或离网供电。本发明专利技术能够针对用户的不同时段用电需求，智能选择适当的供电方式，以满足更加智能、灵活、互动的未来微电网的发展趋势。来微电网的发展趋势。来微电网的发展趋势。

【技术实现步骤摘要】
一种用户侧的多端口电能变换装置及其控制方法


[0001]本专利技术涉及一种微网控制装置，尤其涉及一种用户侧的多端口电能变换装置及其控制方法。

技术介绍

[0002]为应对能源需求和环境的挑战，以光伏、风能为代表的可再生能源得到了长足的发展，但其随机性和间接性等特点是可再生能源大规模应用所面临的主要挑战。如何规模化消纳可再生能源、提高可再生能源的渗透率成了清洁能源利用的主要难题。目前微电网是解决分布式电源高渗透率接入的有效途径，但传统微电网以并网逆变器为核心接入配电网的形式，并不满足更加智能、灵活、互动的未来微电网的发展趋势。在这种背景催生下，具备信息、电气技术融合及快速、灵活调控功能的用户侧微网路由器的研发十分必要。多端口微网路由器装置通常具备多能源输入输出端口，如用户光伏输入端口、电网能源输入输出端口，用户配电输出端口，用户直流负荷输出等，且针对不同的用户场景装置可运行在多种工作模式，因此研究多端口微由器运行控制策略并将其内置在装置的控制模块内，降低用户使用技术门槛，是微网路由器技术发展的实际需要。
[0003]现有技术只是针对多端口微网路由器内部拓扑结构，并没有综合地考虑适用多端口微网路由器在实际使用时，针对用户侧的不同运行场景下的控制。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：针对以上问题，本专利技术提出一种用户侧的多端口电能变换装置及其控制方法，针对用户侧的不同运行场景设计运行控制策略，降低了用户端的微电网使用技术门槛。
[0005]技术方案：本专利技术所采用的技术方案是一种用户侧的多端口电能变换装置，包括微电网路由器以及分别与微电网路由器电连接的光伏发电模组和终端模组；光伏发电模组利用太阳能进行发电，微电网路由器用于实现并网供电模式和离网供电模式的模式切换，所述并网模式是光伏发电模组优先为用户侧供电，余电上网，所述离网模式是光伏发电模组所发电量全部自用或者储存；终端模组用于用户侧自主选择供电模式，用户通过所述终端模组手动控制微电网路由器进行模式切换，选择进行并网供电或离网供电。
[0006]所述终端模组包括自动控制模块、手动调节模块和显示模块，用户通过手动调节模块向微电网路由器发送模式切换命令，控制微电网路由器进行模式切换，自主选择并网或离网供电模式；自动控制模块向微电网路由器发送自动控制指令，模式选择结果或当前运行模式在显示模块上显示。
[0007]所述光伏发电模组包括若干组光伏发电模块，所述光伏发电模块连接储能电池，储能电池通过储能放电变流器为用户侧供电或余电上网。
[0008]所述光伏发电模块包括太阳能电池板，所述太阳能电池板固定安放在安装框架的架体上，所述安装框架的背面上下两端分别设有连接耳，且所述安装框架下端的连接耳与
固定底板一侧的连接座转动连接，所述安装框架上端的连接耳通过伸缩调节杆与固定底板另一侧的连接座转动连接，所述伸缩调节杆的内杆上开设有多个调节孔位，且所述伸缩调节杆的外杆通过紧固螺栓穿过调节孔位与内杆进行固定。
[0009]所述微电网路由器为设置有光伏输入接口、市电输入接口、用户配电输出接口、终端连接接口的多端口微网路由器。
[0010]本专利技术还提出一种应用于上述用户侧的多端口电能变换装置的控制方法，包括以下步骤：
[0011]步骤1、微电网路由器收集用户用电信息，对所接入微电网路由器的多个用户的每日用电量信息分别进行收集；
[0012]步骤2、将用户用电时段划分为白天和夜间两个等级，并根据所收集到的每日用电量信息，将用户每日白天用电量按一定时间段进行分时段统计，对白天时段的用户用电量进行等级划分；
[0013]步骤3、根据用户用电时段以及用户用电量等级进行并网和离网供电模式控制，将电能输送至各个用户进行供电。
[0014]所述将用户用电时段划分为白天和夜间两个等级，是将7:00
‑
20:00时段划分为白天供电等级，将20:00
‑
次日7:00划分为夜间供电等级；所述根据用户用电时段以及用户用电量等级进行并网和离网供电模式控制，包括以下内容：在白天时段且用户用电量处于谷值时段，采用并网供电模式；在白天时段且用户用电量处于峰值时段，采用离网供电模式；在夜间时段采用离网供电模式。。
[0015]有益效果：相比于现有技术，本专利技术具有以下优点：该用户侧的多端口电能变换装置设计合理，能够针对用户的不同时段用电需求，智能选择适当的供电方式，以满足更加智能、灵活、互动的未来微电网的发展趋势，减少对市电电网的需求，并增加采用光伏发电的微电网对用户进行合理的供电，提高可再生能源的利用率，并能够降低用户的用电费用，由用户自主控制选择调节供电方式，即并网供电与离网供电可由用户自主切换，以满足不同用户在特殊情况下的使用需求。
附图说明
[0016]图1为本专利技术所述用户侧的多端口电能变换控制方法流程示意图；
[0017]图2为本专利技术所述用户侧的多端口电能变换装置的模块框图；
[0018]图3为光伏发电模组框架示意图；
[0019]图4为本专利技术所述的微电网路由器的接口示意图；
[0020]图5为本专利技术所述用户侧的多端口电能变换装置的并网供电框架示意图；
[0021]图6为本专利技术所述用户侧的多端口电能变换装置的离网供电框架示意图；
[0022]图7为本专利技术所述终端模组的结构示意图；
[0023]图8为本专利技术光伏发电模块正视结构示意图；
[0024]图9为本专利技术光伏发电模块侧视结构示意图；
[0025]图10为本专利技术终端模组外观结构示意图；
[0026]图11为本专利技术终端模组剖面结构示意图。
具体实施方式
[0027]下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步的说明。
[0028]本专利技术所述的用户侧的多端口电能变换装置，其模块框图如图2所示，包括微电网路由器以及分别与微电网路由器电连接的光伏发电模组和终端模组。光伏发电模组利用太阳能进行发电；微电网路由器是一个电能中转站，实现并网供电和离网供电的模式切换。终端模组作为交互模块，为用户侧自主选择供电方式提供可能，用户可通过终端模组实现手动控制微电网路由器进行模式切换，选择进行并网供电或离网供电。本专利技术所述用户侧的多端口电能变换装置的并网供电框架示意图参见图5，图6则为离网供电示意图。
[0029]如图3所示，光伏发电模组包括n组光伏发电模块，通过光伏交流器(控制器)连接储能电池。如图7所示，终端模组包括自动控制模块、手动调节模块和显示模块，用户可通过手动调节模块自主控制微电网路由器进行模式切换，选择并网或离网，自动控制模块则按照写入程序自动执行模式切换，选择结果或当前运行模式在显示模块上显示。微电网路由器为设置有光伏输入接口、市电输入接口、用户配电输出接口、终端连接接口的多端口微网路由器，参见图4。微电网路由器电路结构是根据陈敏、李义强、田浩等在《太阳能》期刊于2018年1期所发表的“户用型能量路由器的微电网应用技术”论文，基于所公开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用户侧的多端口电能变换装置，其特征在于：包括微电网路由器以及分别与微电网路由器电连接的光伏发电模组和终端模组；光伏发电模组利用太阳能进行发电，微电网路由器用于实现并网供电模式和离网供电模式的模式切换，所述并网模式是光伏发电模组优先为用户侧供电，余电上网，所述离网模式是光伏发电模组所发电量全部自用或者储存；终端模组用于用户侧自主选择供电模式，用户通过所述终端模组手动控制微电网路由器进行模式切换，选择进行并网供电或离网供电。2.根据权利要求1所述的用户侧的多端口电能变换装置，其特征在于：所述终端模组包括自动控制模块、手动调节模块和显示模块，用户通过手动调节模块向微电网路由器发送模式切换命令，控制微电网路由器进行模式切换，自主选择并网或离网供电模式；自动控制模块向微电网路由器发送自动控制指令，模式选择结果或当前运行模式在显示模块上显示。3.根据权利要求1所述的用户侧的多端口电能变换装置，其特征在于：所述光伏发电模组包括若干组光伏发电模块，所述光伏发电模块连接储能电池，储能电池通过储能放电变流器为用户侧供电或余电上网。4.根据权利要求3所述的用户侧的多端口电能变换装置，其特征在于：所述光伏发电模块包括太阳能电池板(2)，所述太阳能电池板(2)固定安放在安装框架(1)的架体上，所述安装框架(1)的背面上下两端分别设有连接耳(3)，且所述安装框架(1)下端的连接耳与固定底板(6)一侧的连接座(4)转动连接，所述安装框架(1)上端的连接耳(3)通过伸缩调...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓燕，黄堃，赵景涛，郭王勇，李哲，刘澄，杨文，王海龙，黄磊，贾玮，吴俊兴，梁加本，葛卫梁，付明，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：