一种多向变流器制造技术

本实用新型专利技术的多向变流器，开关单元一端连接在外部公共电网侧交流母线处，另一端与滤波单元共同连接在微电网交流母线处；微电网交流母线处经滤波单元与AC-DC单元交流侧连接；AC-DC单元直流侧经过直流母线与光伏DC-DC单元、储能DC-DC单元连接；光伏DC-DC单元连接外部光伏阵列；储能DC-DC单元连接外部储能电池组；核心控制单元经控制母线连接开关单元、AC-DC单元、储能DC-DC单元、光伏DC-DC单元。该多向变流器在外部公共电网正常时，能并网在微电网交流母线上作为电流源使用；也可在外部公共电网发生故障时，独立为微电网内负载供电。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
—种多向变流器
一种多向变流器，涉及智能微电网领域，特别是涉及以光伏发电作为主要电源的微电网领域。
技术介绍
微电网是由分布式电源、储能装置、能量变换装置、相关负荷和监控、保护装置组成的系统。微电网内的分布式电源可以是光伏发电、风力发电、沼气发电等。其中光伏发电由于活动部件较少、无污染排放、无噪声等优点而大量应用，并出现了许多以光伏发电为主要分布式电源的微电网系统。由于光伏发电受光照条件影响极大，容易波动，往往需要大电网或者储能装置缓冲，才能稳定使用，市场上也出现了类似的逆变器产品，但是，目前市场上逆变器产品在实际应用中存在着如下问题:1、带储能功能的光伏逆变器一般只适用于离网的光伏发电系统，无法使用于微电网内。2、可并网的储能逆变器或光伏逆变器功能单一，没有将储能与光伏集成在一起的并网逆变器。3、较少针对微电网能量调节需求而开发的能量可控储能逆变器。因此本技术提出了一种可兼顾光伏并网发电，储能装置管理，并可适应微电网能量调节和孤岛运行要求的多向变流器。
技术实现思路
针对以上问题，本技术提供一种多向变流器，该多向变流器具有光伏并网、储能管理、能量管理功能，在外部公共电网正常时，能够并网在微电网交流母线上作为一个电流源使用，也可以在外部公共电网交流母线发生故障时，进入孤岛运行状态，独立为微电网内负载供电。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是:由AC-DC单元、光伏DC-DC单元、储能DC-DC单元、滤波单元、核心控制单元及开关单元共同组成了多向变流器。如附图1所示，虚线标示范围内为多向变流器(13)。多向变流器(13)由AC-DC单元(5)、光伏DC-DC单元(8)、储能DC-DC单元(7)、滤波单元(4)、核心控制单元(11)及开关单元(2)组成，其内部结构为开关单元(2) —端连接在外部公共电网侧交流母线(I)处，另一端与滤波单元(4)共同连接在微电网交流母线(3)处；微电网交流母线(3)处经滤波单元(4)与AC-DC单元(5)交流侧连接；AC-DC单元(5)直流侧经过直流母线(6)与光伏DC-DC单元(8)、储能DC-DC单元(7)连接；光伏DC-DC单元(8)连接外部光伏阵列；储能DC-DC单元(7)连接外部储能电池组；核心控制单元(11)经控制母线(12)连接开关单元(2)、AC-DC单元(5)、储能DC-DC单元(7)、光伏DC-DC单元(8)。多向变流器内AC-DC单元(5 )、光伏DC-DC单元(8 )、储能DC-DC单元(7 )、滤波单元(4)、核心控制单元(11)及开关单元(2)数量均为I。AC-DC单元(5 )、光伏DC-DC单元(8 )、储能DC-DC单元(7 )通过共同直流母线(6 )连接；该直流母线(6)电压值由核心控制单元(11)决定，储能DC-DC单元(7)调整。本技术的特点在于，根据外部公共电网侧交流母线(I)处电能质量情况存在孤岛运行和并网运行两种情况。在外部公共电网侧交流母线(I)处电能质量达到预设要求时，本技术多向变流器处于并网运行状态，核心控制单元(11)控制开关单元(2 )将外部公共电网侧交流母线(I)与微电网交流母线(3)连接，以外部公共电网为负载侧母线基荷电源，AC-DC单元(5)以电流源的形式经滤波单元(4)并网在微电网交流母线(3)上运行。[0011 ] 多向变流器在并网运行状态下，核心控制单元(11)根据预设程序可选择采取以下几种电能调配控制:1、光伏DC-DC单元(8)从外部光伏阵列(10)获取的电能如多于微电网交流母线(3)所接负载的用电需求，供负载使用的电能经直流母线(6)送到AC-DC单元(5)逆变后经滤波单元(4)送到微电网交流母线(3)，多余电能将通过储能DC-DC单元(7)存入外部储能电池组(9);如果外部储能电池组(9)已经存满，多余的电能将经过控制开关单元(2)送往外部公共电网(I);2、光伏DC-DC单元(8)从外部光伏阵列(10)获取的电能如少于微电网交流母线(3)所接负载的用电需求，供负载使用的电能将部分由光伏DC-DC单元(8)提供，不足的部分由储能DC-DC单元(7)从外部储能电池组(9)调取电能，经直流母线(6)送到AC-DC单元(5)逆变后经滤波单元(4)送到微电网交流母线(3)。如果外部储能电池组(9)可提供的电能也不足，将直接从外部公共电网(I)获取电能。如果储能电池组(9)存储电能低于预设下限，则由外部公共电网(I)电能经过开关单元(2)、滤波单元(4)，再由AC-DC单元(5)整流后经直流母线(6)送到储能DC-DC单元(7)存入外部储能电池组(9)。在外部公共电网侧交流母线(I)处电能质量达不到预设要求时，本技术多向变流器处于孤岛运行状态，核心控制单元(11)控制开关单元(2)将外部公共电网侧交流母线(I)与微电网交流母线(3 )断开，AC-DC单元(5 )以电压源形式运行。多向变流器在孤岛运行状态下，核心控制单元(11)根据预设程序可选择采取以下几种电能调配控制:1、光伏DC-DC单元(8)从外部光伏阵列(10)获取的电能如多于微电网交流母线(3)所接负载的用电需求，供负载使用的电能经直流母线(6)送到AC-DC单元(5)逆变后经滤波单元(4)送到微电网交流母线(3)，多余电能将通过储能DC-DC单元(7)存入外部储能电池组(9);如果外部储能电池组(9)已经存满，光伏DC-DC单元(8)将停止工作，将外部光伏阵列(10)断开；2、光伏DC-DC单元(8)从外部光伏阵列(10)获取的电能如少于微电网交流母线(3)所接负载的用电需求，供负载使用的电能将部分由光伏DC-DC单元(8)提供，不足的部分由储能DC-DC单元(7)从外部储能电池组(9)调取电能，经直流母线(6)送到AC-DC单元(5)逆变后经滤波单元(4)送到微电网交流母线(3)。如果外部储能电池组(9)可提供的电能也不足，AC-DC单元(5 )停止工作。当外部公共电网侧交流母线(I)电能质量恢复正常或从外部光伏阵列(10)获取的电能经多向变流器将外部储能电池组(9)充电到预设额度，才允许AC-DC单元(5)重新投入运行；使用本技术，将在外部公共电网电能质量正常情况下尽可能多的利用光伏电能给微电网内负载供电，又能在外部公共电网发生故障的情况下孤岛运行，维持负载运行 一定时间，减少外部公共电网故障给微电网内负载造成影响。【附图说明】下面结合附图和实施例对本技术进一步说明:附图1为本技术多向变流器的连接图，其中:I是外部公共电网侧交流母线；2是开关单元，受核心控制单元控制；3是微电网交流母线；4是滤波单元；5是AC-DC单元，具有逆变和同步整流功能，可作为电压源或电流源运行；6是直流母线；7是储能DC-DC单元，可以实施给外部储能电池组充放电，并负责维持直流母线电压；8是光伏DC-DC单元，负责将外部光伏阵列电能输送到直流母线；9是外部储能电池组；10是外部光伏阵列；11是核心控制单元；12是控制总线；13是多向变流器。【具体实施方式】实施方案为将开关单元(2) —端连接在外部公共电网侧交流母线(I)处，另一端与滤波单元(4)共同连接在微电网交流母线(3)处；微电网交流母线(3)处经滤波单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多向变流器,由AC?DC单元、光伏DC?DC单元、储能DC?DC单元、滤波单元、核心控制单元及开关单元组成,其特征是：开关单元一端连接在外部公共电网侧交流母线处，另一端与滤波单元共同连接在微电网交流母线处；微电网交流母线处经滤波单元与AC?DC单元交流侧连接；AC?DC单元直流侧经过直流母线与光伏DC?DC单元、储能DC?DC单元连接；光伏DC?DC单元连接外部光伏阵列；储能DC?DC单元连接外部储能电池组；核心控制单元经控制母线连接开关单元、AC?DC单元、储能DC?DC单元、光伏DC?DC单元。

【技术特征摘要】
1.一种多向变流器，由AC-DC单元、光伏DC-DC单元、储能DC-DC单元、滤波单元、核心控制单元及开关单元组成，其特征是:开关单元一端连接在外部公共电网侧交流母线处，另一端与滤波单元共同连接在微电网交流母线处；微电网交流母线处经滤波单元与AC-DC单元交流侧连接；AC-DC单元直流侧经过直流母线与光伏DC-DC单元、储能DC-DC单元连接；光伏DC-DC单元连接外部光伏阵列；储能DC-DC单元连接外部储能电池组；核心控制单元经控...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖慧明，曾鹏飞，陈文锋，何强，李未然，王小可，蓝杨，
申请(专利权)人：珠海兴业绿色建筑科技有限公司，珠海兴业新能源科技有限公司，湖南兴业绿色能源科技有限公司，珠海兴业节能科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：