一种直流母线系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种直流母线系统及其控制方法，该直流母线系统包括：至少一个电网，至少一个双分裂变压器，第一子系统和第二子系统，所述第一子系统和第二子系统并行连接在所述双分裂变压器的输出端，所述第一子系统和第二子系统布局相同且对称分布；所述第一子系统的共用直流负母线；所述第一子系统和第二子系统的实时功率相等，且控制所述第一子系统和第二子系统的在直流负母线上电流矢量和为零。本发明专利技术能够解决母线上电压不对称的问题，减少线路损耗。损耗。损耗。

【技术实现步骤摘要】
一种直流母线系统及其控制方法


[0001]本专利技术属于变配电
，具体涉及一种直流母线系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]图1所示为现有技术中直流母线系统的一实施例100，电网110与经过第一开关120与AC/DC变换器130相连，建立直流母线电压，分布式光伏系统140、储能电池150、电动汽车160及其它直流负荷170直接连接在直流母线180上，结构简单。但是，对于大容量直流系统来说，线路电压抬升受到各功率变换设备的耐压影响，常规只能做到750V直流系统，此时线路损耗较大，如果要进一步降低线路损耗，就需要抬升线路电压，如提升到1500V，对于大功率整流器或者用电设备来说可以采用高电压IGBT器件或者基于1200V器件的三电平技术，但是对于目前诸多中小功率用电设备、充电设备均基于600V的MOS器件技术路线来说并不适用。
[0003]图2所示为直流母线系统的另一实施例200，与图1所示直流母线架构不同的是增加了直流负母线290，电网210与经过第一开关220与AC/DC变换器230相连，建立直流母线电压，分布式光伏系统240、储能电池250、电动汽车260及其它直流负荷270连接在直流母线280和直流负母线290之间，存在零电位漂移的问题，正负半母线电压不均压的问题比较突出，为了解决这个偏移问题，会增加设备控制的复杂度。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提供了一种直流母线系统，能够解决母线上电压不对称的问题，减少线路损耗。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术主要采用以下技术方案：
[0006]至少一个电网；
[0007]至少一个双分裂变压器，所述双分裂变压器与电网连接；
[0008]第一子系统和第二子系统，所述第一子系统和第二子系统并行连接在所述双分裂变压器的输出端，所述第一子系统和第二子系统布局相同且对称分布；
[0009]所述第一子系统包括第一直流正母线，所述第二子系统包括第二直流正母线，所述第一直流正母线和第二直流正母线上的实时电压大小相等，方向相反，第一子系统和第二子系统共用直流负母线，所述第一子系统和第二子系统在所述直流负母线上的电流矢量和为零。
[0010]在一些实施例中，所述第一子系统包括第一AC/DC变换器，所述第二子系统包括第二AC/DC变换器，所述第一AC/DC变换器的输入端通过一第一开关与所述双分裂变压器一输出端连接，所述第二AC/DC变换器的输入端通过一第一开关与所述双分裂变压器另一输出端连接，所述第一AC/DC变换器的输出端连接所述第一直流正母线，所述第二AC/DC变换器的输出端连接所述第二直流正母线。
[0011]在一些实施例中，所述第一直流正母线和第二直流正母线分别通过DC/AC变换器
连接交流负荷。
[0012]在一些实施例中，所述第一直流正母线、第二直流正母线分别经过DC/DC变换器与直流负载连接。
[0013]在一些实施例中，所述第一子系统还包括第一交流母线，所述第二子系统还包括第二交流母线，所述第一交流母线和第二交流母线分别通过第一开关与所述双分裂变压器连接，所述第一交流母线和第二交流母线上至少连接有1个交流负荷。
[0014]在一些实施例中，所述第一直流正母线通过DC/AC变换器与所述第一交流母线上的交流负荷连接，所述第二直流正母线通过DC/AC变换器与所述第二交流母线上的交流负荷连接。
[0015]在一些实施例中，所述第一交流母线与所述第一开关之间设置有第二开关，所述第二交流母线与所述第一开关之间设置有第三开关。
[0016]在一些实施例中，包括第一双分裂变压器、第二双分裂变压器、第一电网和第二电网，所述第一双分裂变压器与第一电网连接，所述第二双分裂变压器与第二电网连接，所述第一子系统和第二子系统的一端连接在所述第一双分裂变压器的输出端，所述第一子系统和第二子系统的另一端连接在所述第二双分裂变压器的输出端上。
[0017]针对上述直流母线系统，本专利技术还提供了一种直流母线系统的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：
[0018]步骤S1：采集直流正母线上的负载实时数据，判断直流正母线的工作模式；
[0019]步骤S2：若直流正母线工作在重载模式下，则进行储能调节，使公共直流负母线电流矢量和为零，实现直流正母线上的功率平衡；
[0020]步骤S3：若直流正母线工作在轻载模式下，分别调节第一AC/DC变换器或第二AC/DC变换器间歇性工作。
[0021]在一些实施例中，所述步骤S3还包括：
[0022]步骤31：在第一AC/DC变换器或第二AC/DC变换器开启阶段，直流正母线与光伏系统一起为负载供电；
[0023]步骤32：在第一AC/DC变换器或第二AC/DC变换器关闭阶段，负载能量的差值由光伏系统和储能设备提供。
[0024]本专利技术提供的直流母线系统，电网电压经双分裂变压器进行电压等级转换后，分别为第一子系统和第二子系统供电，各子系统独立运行，第一母线和第二母线基于各自独立的电压源运行，互不影响，供电安全性得到提高。将光伏系统、储能电池、电动汽车及其他直流负荷分别设计在第一直流正母线和第二直流正母线上，既可以系统性的统一调度控制，又可以针对第一直流正母线和第二直流正母线实现独立优化控制，增加了系统的灵活性。本专利技术提供的直流母线系统结合第一直流正母线和第二直流正母线各自分布式发电与负荷的实时采集数据，调节第一直流正母线和第二直流正母线各自的分布式储能装置充放电状态与实时数值，达到第一直流正母线和第二直流正母线功率可调整，减少线路损耗。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于
本领域的技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为现有技术直流母线系统一实施例的结构示意图。
[0027]图2为现有技术直流母线系统另一实施例的结构示意图。
[0028]图3为本专利技术提供的直流母线系统实施例一的结构示意图。
[0029]图4为本专利技术提供的直流母线系统实施例二的结构示意图。
[0030]图5为本专利技术提供的直流母线系统实施例三的结构示意图。
[0031]图6为本专利技术提供的直流母线系统实施例四的结构示意图。
[0032]图7为本专利技术提供的直流母线系统控制方法流程图。
[0033]附图标记说明：
[0034]100、200、300、400、500、600
‑
直流母线系统；
[0035]130、230
‑
AC/DC变换器，140、240
‑
光伏系统，150、250
‑
储能电池，160、260
‑
电动汽车，170、270
‑
直流负荷，180、280
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直流母线系统，其特征在于，包括：至少一个电网；至少一个双分裂变压器，所述双分裂变压器与电网连接；第一子系统和第二子系统，所述第一子系统和第二子系统并行连接在所述双分裂变压器的输出端，所述第一子系统和第二子系统布局相同且对称分布；所述第一子系统包括第一直流正母线，所述第二子系统包括第二直流正母线，所述第一直流正母线和第二直流正母线上的实时电压大小相等，方向相反，第一子系统和第二子系统共用直流负母线，所述第一子系统和第二子系统在所述直流负母线上的电流矢量和为零。2.根据权利要求1所述的直流母线系统，其特征在于，所述第一子系统包括第一AC/DC变换器，所述第二子系统包括第二AC/DC变换器，所述第一AC/DC变换器的输入端通过一第一开关与所述双分裂变压器一输出端连接，所述第二AC/DC变换器的输入端通过一第一开关与所述双分裂变压器另一输出端连接，所述第一AC/DC变换器的输出端连接所述第一直流正母线，所述第二AC/DC变换器的输出端连接所述第二直流正母线。3.根据权利要求2所述的直流母线系统，其特征在于，所述第一直流正母线和第二直流正母线分别通过DC/AC变换器连接交流负荷。4.根据权利要求1所述的直流母线系统，其特征在于，所述第一直流正母线、第二直流正母线分别经过DC/DC变换器与直流负载连接。5.根据权利要求1所述的直流母线系统，其特征在于，所述第一子系统还包括第一交流母线，所述第二子系统还包括第二交流母线，所述第一交流母线和第二交流母线分别通过第一开关与所述双分裂变压器连接，所述第一交流母线和第二交流母线上至少连接有1个交流负荷。6.根据权利要求5所述的直流母...

【专利技术属性】
技术研发人员：张峰，张杰，潘九林，张宴琦，
申请(专利权)人：南京力竹葆沃电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：