一種微網(wǎng)能源系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種微網(wǎng)能源系統(tǒng)，包括第一母線、第二母線和第三母線，第一母線通過第一靜態(tài)開關(guān)連接電網(wǎng)的第一進(jìn)線端，第二母線通過第二靜態(tài)開關(guān)連接電網(wǎng)的第二進(jìn)線端，第一母線和第二母線上均連接有負(fù)荷，第一母線和第二母線之間連接有母聯(lián)開關(guān)，第三母線的兩端分別通過第一并網(wǎng)開關(guān)和第二并網(wǎng)開關(guān)分別與微網(wǎng)的第一母線和第二母線對(duì)應(yīng)連接，第三母線與微網(wǎng)能源設(shè)備連接，微網(wǎng)能源設(shè)備包括光伏發(fā)電模塊、風(fēng)電模塊、儲(chǔ)能模塊、燃料電池模塊和V2G模塊，所述光伏發(fā)電模塊、風(fēng)電模塊、儲(chǔ)能模塊、燃料電池模塊、V2G模塊與第三母線之間均連接有切換開關(guān)。解決了現(xiàn)有微網(wǎng)中能源系統(tǒng)靈活性和可靠性較差、沒有達(dá)到低碳化目標(biāo)的問題。
【專利說明】—種微網(wǎng)能源系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微電網(wǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種微網(wǎng)能源系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]分布式發(fā)電技術(shù)憑借其可提高系統(tǒng)供電可靠性、降低終端用戶費(fèi)用、降低線路損耗、改善電能質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)得到了全社會(huì)的廣泛關(guān)注。分布式發(fā)電主要包括各類可再生能源發(fā)電(風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能等)，其清潔環(huán)保的特點(diǎn)滿足了低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。
[0003]然而，單獨(dú)的分布式發(fā)電接入電網(wǎng)由于其自身的間歇性、波動(dòng)性、隨機(jī)性等特點(diǎn)給電網(wǎng)帶來了一定的影響，不僅導(dǎo)致電網(wǎng)的潮流、故障機(jī)理特性等更加復(fù)雜，而且由于其抗擾動(dòng)能力差，棄光、棄風(fēng)現(xiàn)象十分嚴(yán)重，導(dǎo)致分布式發(fā)電年利用小時(shí)數(shù)下降，影響了分布式發(fā)電投資的經(jīng)濟(jì)性。
[0004]微網(wǎng)是由分布式電源、能源轉(zhuǎn)換裝置、負(fù)荷、監(jiān)控和保護(hù)裝置等匯集而成的小型電力系統(tǒng)。微網(wǎng)既可以與大型電力網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行，也可以獨(dú)立地為當(dāng)?shù)刎?fù)荷提供電力需求。微網(wǎng)既可并網(wǎng)運(yùn)行，又可以離網(wǎng)運(yùn)行，大大提高了負(fù)荷側(cè)的供電可靠性。通過微網(wǎng)接入電網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)內(nèi)部波動(dòng)的平抑消納，減少分布式電源接入電網(wǎng)的影響，另外通過分布式電源和分布式儲(chǔ)能的優(yōu)化組合運(yùn)行，可以提高分布式電源的消納能力，因此微網(wǎng)已經(jīng)成為充分利用分布式發(fā)電的較好形式之一。
[0005]近年來，智能社區(qū)建設(shè)成為各級(jí)城市規(guī)劃的重要內(nèi)容，也是提升城市影響力的重要窗口，得到了各級(jí)政府的高度重視。其中社區(qū)能源低碳化是重要的建設(shè)目標(biāo)，因此發(fā)展分布式發(fā)電/微網(wǎng)成為智能社區(qū)建設(shè)不可或缺的重要內(nèi)容，成為展示上海崇明陳家鎮(zhèn)國際智能生態(tài)社區(qū)形象的重要品牌。
[0006]但是現(xiàn)有微網(wǎng)對(duì)能源的利用沒有達(dá)到低碳化的目標(biāo)，而且能源系統(tǒng)的靈活性和可
靠性不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種微網(wǎng)能源系統(tǒng)，在確保能源系統(tǒng)安全的前提下，綜合應(yīng)用多種可再生能源，實(shí)現(xiàn)能源利用的低碳化，提高能源系統(tǒng)的靈活性和可靠性。用以解決現(xiàn)有微網(wǎng)中能源系統(tǒng)靈活性和可靠性較差、沒有達(dá)到低碳化目標(biāo)的問題。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案是:一種微網(wǎng)能源系統(tǒng)，包括第一母線和第二母線，第一母線通過第一靜態(tài)開關(guān)連接電網(wǎng)的第一進(jìn)線端，第二母線通過第二靜態(tài)開關(guān)連接電網(wǎng)的第二進(jìn)線端，所述第一母線和第二母線上均連接有負(fù)荷，第一母線和第二母線之間連接有母聯(lián)開關(guān)，設(shè)置第三母線，所述第三母線的兩端分別通過第一并網(wǎng)開關(guān)和第二并網(wǎng)開關(guān)分別與微網(wǎng)的第一母線和第二母線對(duì)應(yīng)連接，所述的第三母線與微網(wǎng)能源設(shè)備連接，所述的微網(wǎng)能源設(shè)備包括光伏發(fā)電模塊、風(fēng)電模塊、儲(chǔ)能模塊、燃料電池模塊和V2G模塊，所述光伏發(fā)電模塊、風(fēng)電模塊、儲(chǔ)能模塊、燃料電池模塊、V2G模塊與第三母線之間均連接有切換開關(guān)。[0009]所述光伏發(fā)電模塊包括一組光伏陣列、一組匯流箱和一組光伏逆變器，各光伏陣列均對(duì)應(yīng)連接一個(gè)匯流箱，各所述匯流箱均對(duì)應(yīng)接入一個(gè)光伏逆變器的直流側(cè)，各所述光伏逆變器的交流側(cè)均接入第三母線，在各保護(hù)測控點(diǎn)位置安裝測控保護(hù)裝置，在電能監(jiān)測點(diǎn)安裝電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，各所述測控保護(hù)裝置和各所述光伏逆變器均設(shè)有與微網(wǎng)控制器連接的通信端口。
[0010]所述風(fēng)電模塊包括一組風(fēng)力發(fā)電機(jī)、一組控制器、匯流箱和風(fēng)電逆變器，各所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)均對(duì)應(yīng)連接一個(gè)控制器的交流輸入端，各控制器的直流輸出端均接入?yún)R流箱，風(fēng)電逆變器的直流側(cè)連接匯流箱，風(fēng)電逆變器的交流側(cè)接入第三母線，在保護(hù)測控點(diǎn)位置安裝測控保護(hù)裝置，所述風(fēng)電逆變器和測控保護(hù)裝置均設(shè)有與微網(wǎng)控制器連接的通信端口。
[0011]所述燃料電池模塊包括燃料電池和電池逆變器，所述電池逆變器的直流側(cè)連接燃料電池，所述電池逆變器的交流側(cè)接入第三母線，在保護(hù)測控點(diǎn)位置安裝測控保護(hù)裝置，所述電池逆變器和測控保護(hù)裝置均設(shè)有與微網(wǎng)控制器連接的通信端口。
[0012]所述儲(chǔ)能模塊包括儲(chǔ)能電池組、電池管理系統(tǒng)、儲(chǔ)能變流器、儲(chǔ)能控制器和儲(chǔ)能監(jiān)控系統(tǒng)，所述電池管理系統(tǒng)與儲(chǔ)能電池組通信連接，所述儲(chǔ)能變流器的交流側(cè)通過隔離變壓器接入微網(wǎng)的第三母線，所述儲(chǔ)能變流器的直流側(cè)連接電池組，所述儲(chǔ)能變流器的通信端口與儲(chǔ)能控制器通信連接，所述儲(chǔ)能控制器通過CAN總線與電池管理系統(tǒng)通信連接，所述儲(chǔ)能監(jiān)控系統(tǒng)通過RS485接口與儲(chǔ)能控制器通信連接，所述儲(chǔ)能控制器通過以太網(wǎng)與微網(wǎng)控制器通信連接。
[0013]所述V2G模塊包括隔離變壓器、AC/DC功率單元、DC/DC功率單元、電動(dòng)汽車車載電池、車載電池管理系統(tǒng)和V2G監(jiān)控單元，所述車載電池管理系統(tǒng)與電動(dòng)汽車車載電池通信連接，所述AC/DC功率單元的交流側(cè)通過隔離變壓器接入微網(wǎng)的第三母線，所述AC/DC功率單元的直流側(cè)連接DC/DC功率單元的一側(cè)，DC/DC功率單元的另一側(cè)連接電動(dòng)汽車車載電池，V2G監(jiān)控單元分別通過CAN總線與車載電池管理系統(tǒng)、AC/DC功率單元和DC/DC功率單元通信連接，V2G監(jiān)控單元通過以太網(wǎng)與微網(wǎng)控制器通信連接。
[0014]所述負(fù)荷包括第一負(fù)荷、第二負(fù)荷和重要負(fù)荷，所述第一負(fù)荷連接在第一母線上，所述第二負(fù)荷連接在第二母線上，所述重要負(fù)荷通過自動(dòng)電源切換裝置均勻的分布在第一母線和第二母線上，所述自動(dòng)電源切換裝置并聯(lián)在所述母聯(lián)開關(guān)的兩端。
[0015]該系統(tǒng)還包括電能質(zhì)量管理設(shè)備，所述電能質(zhì)量管理設(shè)備包括有源濾波器和無功補(bǔ)償模塊。
[0016]所述第一負(fù)荷包括冷凍機(jī)房、排水泵和電梯，所述第二負(fù)荷包括多功能廳、照明和動(dòng)力裝置，所述重要負(fù)荷包括監(jiān)控中心、控制機(jī)房和計(jì)算機(jī)房。
[0017]本發(fā)明達(dá)到的有益效果:本發(fā)明的能源系統(tǒng)包括光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、燃料電池、儲(chǔ)能裝置、V2G (Vehicle-to-grid, V2G)設(shè)施等多種能源,通過微網(wǎng)控制器的協(xié)調(diào)控制,可以在確保能源系統(tǒng)安全的前提下，綜合應(yīng)用多種可再生能源，實(shí)現(xiàn)能源利用的低碳化，提高能源系統(tǒng)的靈活性和可靠性。而且本發(fā)明還設(shè)置有有源濾波器和無功補(bǔ)償模塊，通過有源濾波器可以濾除大多數(shù)的諧波電流，通過無功補(bǔ)償模塊可以補(bǔ)償系統(tǒng)的無功，這樣有源濾波器的容量也會(huì)大大降低，提高了微網(wǎng)中電能的質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說明】[0018]圖1是本發(fā)明微網(wǎng)能源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0019]圖2是本發(fā)明微網(wǎng)能源系統(tǒng)的電路連接圖；
[0020]圖3是本發(fā)明光伏發(fā)電模塊接入微網(wǎng)的原理圖；
[0021]圖4是本發(fā)明風(fēng)電模塊接入微網(wǎng)的原理圖；
[0022]圖5是本發(fā)明燃料電池模塊接入微網(wǎng)的原理圖；
[0023]圖6是本發(fā)明儲(chǔ)能模塊接入微網(wǎng)的原理圖；
[0024]圖7是本發(fā)明V2G模塊接入微網(wǎng)的原理圖；
[0025]圖8是本發(fā)明電能質(zhì)量管理的接線原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0027]如圖1，本發(fā)明的微網(wǎng)能源系統(tǒng)包括第一母線和第二母線，第一母線通過第一靜態(tài)開關(guān)連接電網(wǎng)的第一進(jìn)線端，第二母線通過第二靜態(tài)開關(guān)連接電網(wǎng)的第二進(jìn)線端，所述第一母線和第二母線上均連接有負(fù)荷，第一母線和第二母線之間連接有母聯(lián)開關(guān)，設(shè)置第三母線，所述第三母線的兩端分別通過第一并網(wǎng)開關(guān)和第二并網(wǎng)開關(guān)分別與微網(wǎng)的第一母線和第二母線對(duì)應(yīng)連接，所述的第三母線與微網(wǎng)能源設(shè)備連接，所述的微網(wǎng)能源設(shè)備包括光伏發(fā)電模塊、風(fēng)電模塊、儲(chǔ)能模塊、燃料電池模塊和V2G模塊，所述光伏發(fā)電模塊、風(fēng)電模塊、儲(chǔ)能模塊、燃料電池模塊、V2G模塊與第三母線之間均連接有切換開關(guān)。
[0028]如圖2，本實(shí)施例微網(wǎng)接入低壓400V系統(tǒng)，根據(jù)供電可靠性的要求，設(shè)計(jì)有兩路外部電源進(jìn)線，要確保微網(wǎng)既可以并網(wǎng)運(yùn)行，也可以離網(wǎng)運(yùn)行。光伏發(fā)電模塊包括I臺(tái)125kW光伏發(fā)電單元，2臺(tái)30kW光伏發(fā)電單元以及I臺(tái)4kW的小型光伏發(fā)電單元，光伏發(fā)電模塊總?cè)萘?89kW ;風(fēng)電模塊包括4臺(tái)300W風(fēng)機(jī)，風(fēng)電模塊的總?cè)萘?.2kff ;燃料電池模塊為10kff/4h ;V2G模塊包括2個(gè)充放電樁，各30kW ;同時(shí)配置了 100kW/200kWh的電池儲(chǔ)能模塊。
[0029]本實(shí)施例還包括電能質(zhì)量管理設(shè)備，所述電能質(zhì)量管理設(shè)備包括有源濾波器和無功補(bǔ)償模塊，母聯(lián)開關(guān)為一個(gè)空氣斷路器，本實(shí)施例的負(fù)荷包括第一負(fù)荷、第二負(fù)荷和重要負(fù)荷，所述第一負(fù)荷連接在第一母線上，所述第二負(fù)荷連接在第二母線上，所述重要負(fù)荷通過自動(dòng)電源切換裝置均勻的分布在第一母線和第二母線上，所述自動(dòng)電源切換裝置并聯(lián)在所述母聯(lián)開關(guān)的兩端。其中，第一負(fù)荷包括冷凍機(jī)房、排水泵和電梯，第二負(fù)荷包括多功能廳、照明和動(dòng)力裝置，重要負(fù)荷包括監(jiān)控中心、控制機(jī)房和計(jì)算機(jī)房，第一配電變壓器和第二配電變壓器還連接有有源濾波器和無功補(bǔ)償模塊。
[0030]本發(fā)明的微網(wǎng)主要具備如下四種運(yùn)行方式。
[0031](I)常規(guī)運(yùn)行方式
[0032]常規(guī)運(yùn)行方式下，兩路外部電源獨(dú)立向各自的負(fù)荷進(jìn)行供電，要負(fù)荷相對(duì)均勻地分布在兩段母線上。此時(shí)，靜態(tài)開關(guān)PCC1、PCC2閉合，母聯(lián)開關(guān)斷開，兩臺(tái)變壓器分裂運(yùn)行，微網(wǎng)母線和重要負(fù)荷的自動(dòng)電源切換系統(tǒng)自動(dòng)選擇默認(rèn)的母線進(jìn)行互聯(lián)。
[0033]( 2 )第一進(jìn)線獨(dú)立供電方式
[0034]當(dāng)?shù)诙M(jìn)線發(fā)生故障后因檢修失電后，要求所有的負(fù)荷轉(zhuǎn)移到第一母線，第一進(jìn)線獨(dú)立供電，第二變壓器退出運(yùn)行。此時(shí)PCCl開關(guān)閉合，PCC2開關(guān)打開，母聯(lián)開關(guān)閉合，重要負(fù)荷自切裝置選擇與第一母線相連。如果微網(wǎng)原先與第二母線相連，此時(shí)需要切換到第一母線。
[0035](3)第二變壓器單獨(dú)供電方式
[0036]當(dāng)?shù)谝贿M(jìn)線發(fā)生故障后因檢修失電后，要求所有的負(fù)荷轉(zhuǎn)移到第二母線，第二進(jìn)線獨(dú)立供電，第一變壓器退出運(yùn)行。此時(shí)PCC2開關(guān)閉合，PCCl開關(guān)打開，母聯(lián)開關(guān)閉合，重要負(fù)荷自切裝置選擇與2段母線相連。如果微網(wǎng)原先與I段母線相連，此時(shí)需要切換到2段母線，
[0037](4)外部全失電運(yùn)行方式
[0038]當(dāng)?shù)谝贿M(jìn)線、第二進(jìn)線均發(fā)生故障或其它原因?qū)е氯щ姾?，供電系統(tǒng)轉(zhuǎn)入由分布式電源供電模式，即微網(wǎng)進(jìn)入離網(wǎng)運(yùn)行方式。此時(shí)PCC2開關(guān)斷開，PCCl開關(guān)斷開，母聯(lián)開關(guān)斷開，系統(tǒng)中僅保留部分極其重要負(fù)荷由微網(wǎng)進(jìn)行供電，
[0039]如圖3，189kW光伏發(fā)電模塊由I臺(tái)125kW光伏逆變器、2臺(tái)30kW光伏逆變器和I臺(tái)4kW光伏逆變器組成，光伏發(fā)電模塊可作為一個(gè)整體模塊實(shí)現(xiàn)功率連續(xù)可調(diào)。光伏發(fā)電模塊一次側(cè)由一次連接線(4路光伏逆變器)接入微網(wǎng)系統(tǒng)；微網(wǎng)系統(tǒng)與光伏發(fā)電模塊二次側(cè)通過二次控制線連接，測控裝置通過LAN通信方式接入微網(wǎng)控制器，光伏逆變器通過RS485通信方式接入微網(wǎng)控制器，此外，125KW光伏回路需接入電能質(zhì)量監(jiān)控裝置。
[0040]如圖4，1.2kW風(fēng)電模塊由4臺(tái)300W風(fēng)機(jī)組成，通過一臺(tái)風(fēng)電逆變器并網(wǎng)。風(fēng)機(jī)要求有卸荷箱，即有卸荷電阻，當(dāng)風(fēng)機(jī)輸出功率過大時(shí)，根據(jù)內(nèi)部控制信號(hào)，接入功率連續(xù)可調(diào)的卸荷負(fù)載，消耗多余能量，在不停機(jī)的情況下保護(hù)系統(tǒng)；當(dāng)緊急情況發(fā)生或維修等其他用戶需要的時(shí)候，手動(dòng)閉合剎車開關(guān)，風(fēng)機(jī)三相輸出短路使得風(fēng)機(jī)停機(jī)，保護(hù)整個(gè)系統(tǒng)。風(fēng)電模塊一次側(cè)由一次連接線接入微網(wǎng)系統(tǒng)；微網(wǎng)系統(tǒng)與風(fēng)電模塊二次側(cè)通過二次控制線連接，風(fēng)電逆變器通過RS485通信方式接入微網(wǎng)控制器。
[0041]如圖5，燃料電池模塊的整體設(shè)計(jì)滿足消防安全要求。燃料電池模塊一次側(cè)由一次連接線(I路電池逆變器)接入微網(wǎng)系統(tǒng)；微網(wǎng)系統(tǒng)與燃料電池模塊二次側(cè)通過二次控制線連接，測控裝置通過LAN通信方式接入微網(wǎng)控制器，電池逆變器通過RS485通信方式接入微網(wǎng)控制器。
[0042]如圖6，“智能微網(wǎng)”系統(tǒng)集成了多種可再生能源系統(tǒng)，需要安裝一套，儲(chǔ)能系統(tǒng)，該儲(chǔ)能系統(tǒng)采用鋰電池100kW/200kWh，通過PCS系統(tǒng)(IOOkW)并入電網(wǎng)進(jìn)行電能的存儲(chǔ)和釋放。儲(chǔ)能模塊包括儲(chǔ)能電池組、電池管理系統(tǒng)、儲(chǔ)能變流器、儲(chǔ)能控制器和儲(chǔ)能監(jiān)控系統(tǒng)，電池管理系統(tǒng)與儲(chǔ)能電池組通信連接，儲(chǔ)能變流器的交流側(cè)通過隔離變壓器接入微網(wǎng)系統(tǒng)，儲(chǔ)能變流器的直流側(cè)連接電池組，儲(chǔ)能變流器的通信端口與儲(chǔ)能控制器通信連接，儲(chǔ)能控制器通過CAN總線與電池管理系統(tǒng)通信連接，儲(chǔ)能監(jiān)控系統(tǒng)通過RS485接口與儲(chǔ)能控制器通信連接，儲(chǔ)能控制器通過以太網(wǎng)與微網(wǎng)控制器通信連接。儲(chǔ)能控制器通過以太網(wǎng)與微網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器交換系統(tǒng)信息、電池信息和控制指令，通過CAN總線與電池BMS交換信息，通過RS485接口與就地監(jiān)控系統(tǒng)交換信息，完成儲(chǔ)能子系統(tǒng)的就地控制功能。
[0043]如圖7，V2G模塊主要由隔離變壓器、功率單元和電動(dòng)汽車車載電池組成。功率單元主要由AC/DC功率單元和DC/DC功率單元兩部分組成，并提供人機(jī)操作界面及直流充放電接口，具備相應(yīng)測控保護(hù)功能。
[0044]V2G監(jiān)控單元是V2G的一部分，是V2G的控制中心和通信樞紐，負(fù)責(zé)與充放電設(shè)施后臺(tái)系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)；完成充放電樁的充電與放電控制；與81^通信獲取電池狀態(tài)和運(yùn)行信息；獲取電能計(jì)量表信息，完成充放電計(jì)費(fèi)和充放電過程的聯(lián)動(dòng)控制；將計(jì)量計(jì)費(fèi)、充放電樁工作信息傳送給直流充放電樁，獲取并執(zhí)行直流充放電樁上送的控制命令等。
[0045]AC/DC功率單元的功能是將三相交流輸入電壓經(jīng)過高頻開關(guān)等方式進(jìn)行變換得到脈動(dòng)的直流電，最后經(jīng)過輸出濾波電路得到穩(wěn)定的直流電壓和直流電流。DC/AC功率單元的功能是將直流電源經(jīng)過振蕩電路及高頻開關(guān)，濾波回路形成穩(wěn)定的工頻交流輸出，整個(gè)過程通過連接電纜、直流充放電樁、充放電連接器、蓄電池及BMS等設(shè)備，完成電池充放電功倉泛。
[0046]V2G具有為電動(dòng)汽車安全自動(dòng)地充滿電及放電的能力，能依據(jù)電動(dòng)汽車BMS提供的數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)調(diào)整充放電參數(shù)、執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作，完成充放電過程。充放電樁具有實(shí)現(xiàn)外部手動(dòng)控制的輸入設(shè)備，可對(duì)充放電樁參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。
[0047]如圖8，電能質(zhì)量管理設(shè)備包括有源濾波器APF和無功補(bǔ)償模塊，有源濾波器APF和無功補(bǔ)償模塊采用并聯(lián)式結(jié)構(gòu)。其中，有源濾波器用于濾除大多數(shù)的諧波電流，無功補(bǔ)償模塊用來補(bǔ)償系統(tǒng)的無功，這樣有源濾波器的容量也會(huì)大大降低。APF及無功補(bǔ)償模塊對(duì)外通訊采用RS485接口、MODBUS通訊協(xié)議進(jìn)行通信。本實(shí)施例中，在設(shè)備側(cè)，將RS485通信接口首先轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)接口，從而APF及無功補(bǔ)償設(shè)備對(duì)外通訊將采用以太網(wǎng)接線方式、TCPMODBUS協(xié)議和主站進(jìn)行通信。
[0048]本發(fā)明的能源系統(tǒng)包括光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、燃料電池、儲(chǔ)能裝置、V2G(VehiCle-t0-grid，V2G)設(shè)施等多種能源，通過微網(wǎng)控制器的協(xié)調(diào)控制，可以在確保能源系統(tǒng)安全的前提下，綜合應(yīng)用多種可再生能源，實(shí)現(xiàn)能源利用的低碳化，提高能源系統(tǒng)的靈活性和可靠性。
【權(quán)利要求】
1.一種微網(wǎng)能源系統(tǒng)，包括第一母線和第二母線，第一母線通過第一靜態(tài)開關(guān)連接電網(wǎng)的第一進(jìn)線端，第二母線通過第二靜態(tài)開關(guān)連接電網(wǎng)的第二進(jìn)線端，所述第一母線和第二母線上均連接有負(fù)荷，第一母線和第二母線之間連接有母聯(lián)開關(guān)，其特征在于: 設(shè)置第三母線，所述第三母線的兩端分別通過第一并網(wǎng)開關(guān)和第二并網(wǎng)開關(guān)分別與微網(wǎng)的第一母線和第二母線對(duì)應(yīng)連接，所述的第三母線與微網(wǎng)能源設(shè)備連接，所述的微網(wǎng)能源設(shè)備包括光伏發(fā)電模塊、風(fēng)電模塊、儲(chǔ)能模塊、燃料電池模塊和V2G模塊，所述光伏發(fā)電模塊、風(fēng)電模塊、儲(chǔ)能模塊、燃料電池模塊、V2G模塊與第三母線之間均連接有切換開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微網(wǎng)能源系統(tǒng)，其特征在于所述光伏發(fā)電模塊包括一組光伏陣列、一組匯流箱和一組光伏逆變器，各光伏陣列均對(duì)應(yīng)連接一個(gè)匯流箱，各所述匯流箱均對(duì)應(yīng)接入一個(gè)光伏逆變器的直流側(cè)，各所述光伏逆變器的交流側(cè)均接入第三母線，在各保護(hù)測控點(diǎn)位置安裝測控保護(hù)裝置，在電能監(jiān)測點(diǎn)安裝電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，各所述測控保護(hù)裝置和各所述光伏逆變器均設(shè)有與微網(wǎng)控制器連接的通信端口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微網(wǎng)能源系統(tǒng)，其特征在于所述風(fēng)電模塊包括一組風(fēng)力發(fā)電機(jī)、一組控制器、匯流箱和風(fēng)電逆變器，各所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)均對(duì)應(yīng)連接一個(gè)控制器的交流輸入端，各控制器的直流輸出端均接入?yún)R流箱，風(fēng)電逆變器的直流側(cè)連接匯流箱，風(fēng)電逆變器的交流側(cè)接入第三母線，在保護(hù)測控點(diǎn)位置安裝測控保護(hù)裝置，所述風(fēng)電逆變器和測控保護(hù)裝置均設(shè)有與微網(wǎng)控制器連接的通信端口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微網(wǎng)能源系統(tǒng)，其特征在于，所述燃料電池模塊包括燃料電池和電池逆變器，所述電池逆變器的直流側(cè)連接燃料電池，所述電池逆變器的交流側(cè)接入第三母線，在保護(hù)測控點(diǎn)位置安裝測控保護(hù)裝置，所述電池逆變器和測控保護(hù)裝置均設(shè)有與微網(wǎng)控制器連接的通信端口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微網(wǎng)能源系統(tǒng)，其特征在于所述儲(chǔ)能模塊包括儲(chǔ)能電池組、電池管理系統(tǒng)、儲(chǔ)能變流器、儲(chǔ)能控制器和儲(chǔ)能監(jiān)控系統(tǒng)，所述電池管理系統(tǒng)與儲(chǔ)能電池組通信連接，所述儲(chǔ)能變流器的交流側(cè)通過隔離變壓器接入微網(wǎng)的第三母線，所述儲(chǔ)能變流器的直流側(cè)連接電池組，所述儲(chǔ)能變流器的通信端口與儲(chǔ)能控制器通信連接，所述儲(chǔ)能控制器通過CAN總線與電池管理系統(tǒng)通信連接，所述儲(chǔ)能監(jiān)控系統(tǒng)通過RS485接口與儲(chǔ)能控制器通信連接，所述儲(chǔ)能控制器通過以太網(wǎng)與微網(wǎng)控制器通信連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微網(wǎng)能源系統(tǒng)，其特征在于所述V2G模塊包括隔離變壓器、AC/DC功率單元、DC/DC功率單元、電動(dòng)汽車車載電池、車載電池管理系統(tǒng)和V2G監(jiān)控單元，所述車載電池管理系統(tǒng)與電動(dòng)汽車車載電池通信連接，所述AC/DC功率單元的交流側(cè)通過隔離變壓器接入微網(wǎng)的第三母線，所述AC/DC功率單元的直流側(cè)連接DC/DC功率單元的一偵牝DC/DC功率單元的另一側(cè)連接電動(dòng)汽車車載電池，V2G監(jiān)控單元分別通過CAN總線與車載電池管理系統(tǒng)、AC/DC功率單元和DC/DC功率單元通信連接，V2G監(jiān)控單元通過以太網(wǎng)與微網(wǎng)控制器通信連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微網(wǎng)能源系統(tǒng)，其特征在于所述負(fù)荷包括第一負(fù)荷、第二負(fù)荷和重要負(fù)荷，所述第一負(fù)荷連接在第一母線上，所述第二負(fù)荷連接在第二母線上，所述重要負(fù)荷通過自動(dòng)電源切換裝置均勻的分布在第一母線和第二母線上，所述自動(dòng)電源切換裝置并聯(lián)在所述母聯(lián)開關(guān)的兩端。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微網(wǎng)能源系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)還包括電能質(zhì)量管理設(shè)備，所述電能質(zhì)量管理設(shè)備包括有源濾波器和無功補(bǔ)償模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微網(wǎng)能源系統(tǒng)，其特征在于所述第一負(fù)荷包括冷凍機(jī)房、排水泵和電梯，所述第二負(fù)荷包括多功能廳、照明和動(dòng)力裝置，所述重要負(fù)荷包括監(jiān)控中心、控制機(jī)房和計(jì)算機(jī)房。
【文檔編號(hào)】H02J3/38GK103595071SQ201310594608
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】時(shí)珊珊, 張宇, 柳勁松, 劉雋, 包海龍, 劉舒, 方陳 申請(qǐng)人:國網(wǎng)上海市電力公司, 華東電力試驗(yàn)研究院有限公司