【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微电网、光储充系统，具体涉及一种微电网电气架构、微电网工作方法。
技术介绍
1、
2、光-储-充一体系统按场景分可分为家庭光储充系统与小型工商业光储充系统。家庭应用场景与小型工商业应用场景存在以下区别：
3、1、总装机容量(功率)不同，工商业应用场景下的总装机容量要远大于家庭应用场景；
4、2、电源接线方式也不同，户用场景多为交流单相电，工商业场景都为交流三相电；
5、3、取电位置不同，户用场景多从住宅内配电柜取电，而工商业多从物业配电室取电或接入独立的10kv箱式变压器；
6、4、电池容量不同，家用场景电池容量多为3-15kwh，而工商业场景最多达到480kwh；
7、5、充电功率不同，家用场景充电功率多为慢充（7-22kw），而工商业场景多为100-300kw，甚至更高充电功率；
8、6、充电桩数量不同，家用场景充电桩通常为1-2台，而工商业场景充电桩数量少则10台以内，多则数十台。
9、根据以上特点，市场现有方法是针对户用场景和工商业场景设计不同型号规格的产品，两类不同场景的产品相互独立，不能互相适配。因此，设计一种归一化/模块化的技术方案同时适配户用场景和工商业场景的光储充场景是本申请要解决的问题之一。
10、光-储-充一体系统按电气架构分可分为直流耦合电气架构与交流耦合电气架构两大类，目前市场常见的光储充电气架构有以下几种，或其衍生架构，具体如下：
11、第一种，光储充交流母线耦合的典型
12、该架构如图5所示，其中的光、储、充是相互独立的系统单元或设备，与能源管理器（ems）本地组网进行系统控制；交流主回路受到交流配电柜内部断路器、浪涌保护器等电气保护，电气保护措施成熟；系统集成相对容易，直接采用现有的光伏逆变器、储能柜和充电桩设备；除了充电桩，交流母线还可挂其它用电器。
13、但是，这一电气架构仍存在以下不足：
14、1.电能经过多级变换，能量转换效率相对较低；
15、2.设备之间协同控制难度较大，系统控制复杂；
16、3.储能设备规格单一，储能容量可选配置少，适配不同规模光储充场站容量需求的灵活性不足；
17、4.系统整体占地面积比较大。
18、第二种，光储充直流母线耦合的典型电气架构
19、该架构如图6所示，光、储、充是相互独立的系统单元或设备，与能源管理器(ems)本地组网进行系统控制；电能转换级数少，部分工况下能量转换效率高；硬件成本相对较低。
20、但是，这一电气架构同样存在着以下不足：
21、1.储能设备规格单一，储能容量可选配置少，适配不同规模光储充场站容量需求的灵活性不足；
22、2.直流电气保护技术还不成熟，标准不完善，因此短路保护措施不足；
23、3.应用在大功率场合安全性不高；
24、4.系统封闭，无法接入交流用电器或交流桩；
25、5.系统整体占地面积比较大。
26、第三种，直流母线耦合的衍生结构，即储充一体机
27、大功率的储充一体机方案目前已商用化，该种方案通过直流耦合将储和充有机结合，利用电池慢充快放的特性，实施削峰填谷措施，利用充电低谷的时段为电池储能，在充电高峰时段通过电池瞬间释放的高功率叠加来自电网的少量可用功率一起向车辆进行大功率充电。这种方案主要适配电力不足地区又需大功率充电的应用场景，所以应用范围受限。储充一体机的主要特点如下：
28、1. 上级交流取电功率较小，通常在100kw以内，但充电输出功率远远大于上级交流电源可用功率，利用电池储能扛峰；
29、2. 功率模块、电池、液冷系统等全部集成在一个柜体内部；
30、3. 利用电池慢充快放的特性，电池放电功率叠加上级电源可用功率为车辆充电。
31、储充一体机产生了两类电气架构，其中一类电气架构如图7所示，在电池soc低时，通过整流模块和双向dcdc模块为电池充电；在电池soc高时，电池通过双向dcdc、上级电源通过整流模块同时向dcdc充电模块放电，为车辆充电。另外一类电气架构如图8所示，电池soc低时，通过整流模块为电池充电；在电池soc高时，电池通过dcdc充电模块、上级电源通过整流模块将功率叠加在一起为车辆充电。
32、采用上述电气架构的储充一体机仍存在以下不足：
33、1.储能电池容量配置单一/固定，没有灵活性和可扩展性；
34、2.设备占地面积大，不适合空间紧凑的场合；
35、3.储能电池、电源模块以及配电集成在一个柜子内，冷却系统和消防系统设计较复杂；
36、4.电池电能用尽后，需要较长时间恢复到满电，每天服务车辆数量比较有限，从而影响收益。
37、光储充一体系统中，通常储能容量配置选型是各方最关心的问题之一，基于以上各类电气架构可以发现，由于在不同站点中光伏、充电装机数量和充电功率需求各不相同，加上上级电源容量也各不相同，这些限制因素使得储能容量配置选型比较复杂，如果估计不足容易出现超配或少配的情况，从而削弱储能在光储充一体系统中可发挥的作用，甚至影响最终用户或业主收益。因此，解决储能容量最优配置也是本申请要解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的一个主要目的在于克服上述的至少一种缺陷，是要提供一种微电网电气架构，其可根据具体工况调整其中所配置的光储充设备，使得电气架构既可适配户用场景也可适配工商业场景，并可实现储能容量的最优化配置。
2、本专利技术的另一个主要目的在于克服上述的至少一种缺陷，是要提供一种微电网工作方法，其基于以上微电网电气架构，实现对于功率池化技术的优化，使得光伏发电、储能电池充/放电和车辆充/放电的能量分配更具柔性。
3、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
4、本专利技术提供了一种微电网电气架构，包括：
5、多个光储充设备，每个光储充设备的输入侧与交流电源、光伏组件相连，输出侧与待充负载相连，光储充设备包括acdc转换单元、mppt控制单元、储能电池模组、第一dcdc单元、第二dcdc单元，所述交流电源通过交流母线与所述acdc转换单元相连，所述acdc转换单元的另一侧与光储充设备的直流母线相连，光伏组件通过直流母线与所述mppt控制单元相连，所述储能电池模组通过直流母线与所述第一dcdc单元相连，所述mppt控制单元与所述第一dcdc单元通过直流母线接入所述第二dcdc单元的输入端，所述第二dcdc单元的输出端为所述光储充设备的输出侧；
6、功率分配单元，各个所述光储充设备的输出侧接入所述功率分配单元，所述功率分配单元具有多个充电口，各个充电口用于电连接待充负载；
7、其中，对每个光储充设备分别建立子单元模组功率池，各个子单元模组功率池综合构成为负载供电的总功本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种微电网电气架构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的微电网电气架构，其特征在于，光储充设备包括多个MPPT控制单元，每个MPPT控制单元的输入端分别与外部的一个光伏组件相连，MPPT控制单元的输出端通过直流母线连接所述第二DCDC单元的输入端。
3.根据权利要求1所述的微电网电气架构，其特征在于，光储充设备包括多个储能电池模组与多个第一DCDC单元，每个储能电池模组与一第一DCDC单元的一侧相连，所述第一DCDC单元的另一侧通过直流母线连接所述第二DCDC单元的输入端。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的微电网电气架构，其特征在于，所述第二DCDC单元为单向输电，待充负载经所述第二DCDC单元向所述光储充设备取电，所述ACDC转换单元或者所述第二DCDC单元为隔离型单元。
5.权利要求1至3中任一项所述的微电网电气架构，其特征在于，所述第二DCDC单元为双向输电，待充负载经所述第二DCDC单元向所述光储充设备取电或者馈电，所述ACDC转换单元或者所述第二DCDC单元为隔离型单元。
6.根据权利要求1所述
7.一种微电网工作方法，其特征在于，工作基于如权利要求1至6中任一项所述的微电网电气架构，方法包括如下工作步骤：
8.根据权利要求7所述的微电网工作方法，其特征在于，统计各个待充负载的用电功率之和，根据统计结果调整接入的光储充设备的数量，同时根据各个光储充设备中的储能电池模组的实时储电功率确定是否启停所述光储充设备的放电。
9.根据权利要求8所述的微电网工作方法，其特征在于，每个子单元模组功率池包括电网功率池、光伏功率池和储能电池模组功率池，在每个子单元模组功率池中，通过分布式限流算法对电网功率池、光伏功率池和储能电池模组功率池的输出功率进行动态调节。
10.根据权利要求9所述的微电网工作方法，其特征在于，在待充负载处于反向放电的状态时，对各个子单元模组功率池进行输出功率的动态调节时结合所述待充负载的放电功率进行整体功率的动态调节。
11.根据权利要求9或10所述的微电网工作方法，其特征在于，所述分布式限流算法包括静态限流算法和动态限流算法。
12.根据权利要求11所述的微电网工作方法，其特征在于，所述动态限流算法包括令牌桶算法、漏桶算法、计算器算法、滑动窗口算法、先进先出算法。
13.根据权利要求7至10中任一项所述的微电网工作方法，其特征在于，当光储充设备中的储能电池模块的电量低于设定阈值时则停止所述光储充设备向所述功率分配单元的放电，并向所述光储充设备的储能电池模块充电。
14.根据权利要求13所述的微电网工作方法，其特征在于，向所述光储充设备的储能电池模块充电的电能来自于交流电源或者各个光储充设备中的光伏组件。
...【技术特征摘要】
1.一种微电网电气架构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的微电网电气架构，其特征在于，光储充设备包括多个mppt控制单元，每个mppt控制单元的输入端分别与外部的一个光伏组件相连，mppt控制单元的输出端通过直流母线连接所述第二dcdc单元的输入端。
3.根据权利要求1所述的微电网电气架构，其特征在于，光储充设备包括多个储能电池模组与多个第一dcdc单元，每个储能电池模组与一第一dcdc单元的一侧相连，所述第一dcdc单元的另一侧通过直流母线连接所述第二dcdc单元的输入端。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的微电网电气架构，其特征在于，所述第二dcdc单元为单向输电，待充负载经所述第二dcdc单元向所述光储充设备取电，所述acdc转换单元或者所述第二dcdc单元为隔离型单元。
5.权利要求1至3中任一项所述的微电网电气架构，其特征在于，所述第二dcdc单元为双向输电，待充负载经所述第二dcdc单元向所述光储充设备取电或者馈电，所述acdc转换单元或者所述第二dcdc单元为隔离型单元。
6.根据权利要求1所述的微电网电气架构，其特征在于，微电网电气架构包括并离网配电控制单元，交流电源接入所述并离网配电控制单元的输入端，所述并离网配电控制单元的输出端与各光储充设备相连。
7.一种微电网工作方法，其特征在于，工作基于如权利要求1至6中任一项所述的微电网电气架构，方法包括如下工作步骤：
8...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘川，刘新伟，
申请(专利权)人：上海思格源智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。