一種低壓直流微電網(wǎng)實驗平臺

本次j巨川電氣為大家介紹的是一種低壓直流微電網(wǎng)實驗平臺，申請人為安徽大學，發(fā)明人為胡存剛，程瑩，趙龍，羅亞橋，芮濤，張云雷。

摘要

本發(fā)明涉及一種低壓直流微電網(wǎng)實驗平臺，主要包括控制器以及均與控制器通信連接的單相AC/DC變流器、直流微電網(wǎng)、電網(wǎng)連接開關;所述單相AC/DC變流器輸入端能夠通過電網(wǎng)連接開關接入交流電網(wǎng);所述直流微電網(wǎng)包括MPPT控制器、帶DC/DC變流器的儲能系統(tǒng)、充電樁、重要負荷、可中斷負荷、彈性負荷;所述MPPT控制器連接光伏電池板;所述單相AC/DC變流器輸出端分別與直流微電網(wǎng)各單元并聯(lián)連接。本發(fā)明的實驗平臺可以運行于并網(wǎng)模式，變流器限流模式以及孤島模式，且可以進行各個模式無縫切換實驗，且可以進行蓄電池充放電管理、電源側(cè)優(yōu)化管理研究，可以研究直流微電網(wǎng)經(jīng)濟需求、供電可靠性需求、電能質(zhì)量等。

1 .一種低壓直流微電網(wǎng)實驗平臺，其特征在于：包括控制器以及均與控制器通信連接的單相AC/DC變流器、直流微電網(wǎng)、電網(wǎng)連接開關;所述單相AC/DC變流器輸入端能夠通過電網(wǎng)連接開關接入交流電網(wǎng);所述直流微電網(wǎng)包括MPPT控制器、帶DC/DC變流器的儲能系統(tǒng)、充電樁、重要負荷、可中斷負荷、彈性負荷;所述MPPT控制器連接光伏電池板;所述單相AC/DC變流器輸出端分別與直流微電網(wǎng)各單元并聯(lián)連接;所述帶DC/DC變流器的儲能系統(tǒng)包括DC/DC變流器以及與其相連的蓄電池。

2.如權(quán)利要求1所述的一種低壓直流微電網(wǎng)實驗平臺，其特征在于：所述單相AC/DC變流器、直流微電網(wǎng)各單元以及電網(wǎng)連接開關均通過RS485總線與控制器連接。

3 .如權(quán)利要求1所述的一種低壓直流微電網(wǎng)實驗平臺，其特征在于：所述重要負荷、可中斷負荷、彈性負荷分別與各自的開關串聯(lián)后再與單相AC/DC變流器輸出端并聯(lián)連接;所述重要負荷、可中斷負荷、彈性負荷的開關分別通過RS485總線與控制器連接。

技術領域

本發(fā)明涉及微電網(wǎng)實驗平臺領域，尤其涉及一種低壓直流微電網(wǎng)實驗平臺。

背景技術

目前微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)主要包括：交流微電網(wǎng)、直流微電網(wǎng)和混合微電網(wǎng)。以往的研究主要集中在交流微電網(wǎng)，然而隨著直流負荷的不斷增加，直流微電網(wǎng)相對于交流微電網(wǎng)具有能量轉(zhuǎn)換次數(shù)少、效率高、成本低、控制結(jié)構(gòu)簡單、無需考慮頻率和相位以及無功補償設備等優(yōu)勢，促進了直流微電網(wǎng)的快速發(fā)展，然而直流微電網(wǎng)實驗平臺研究較少，難以對直流微電網(wǎng)研究方法進行實驗驗證。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有實驗平臺的不足及缺乏，提供一種低壓直流微電網(wǎng)實驗平臺，本發(fā)明提供以下技術方案：

一種低壓直流微電網(wǎng)實驗平臺，包括控制器以及均與控制器通信連接的單相AC/DC變流器、直流微電網(wǎng)、電網(wǎng)連接開關;所述單相AC/DC變流器輸入端能夠通過電網(wǎng)連接開關接入交流電網(wǎng);所述直流微電網(wǎng)包括MPPT控制器、帶DC/DC變流器的儲能系統(tǒng)、充電樁、重要負荷、可中斷負荷、彈性負荷;所述MPPT控制器連接光伏電池板;所述單相AC/DC變流器輸出端分別與直流微電網(wǎng)各單元并聯(lián)連接;所述帶DC/DC變流器的儲能系統(tǒng)包括DC/DC變流器以及與其相連的蓄電池。

所述直流微電網(wǎng)工作在并網(wǎng)模式時直流微電網(wǎng)通過單相AC/DC變流器連接交流電網(wǎng)，進行能量交換。所述直流微電網(wǎng)也可以運行于孤島模式，穩(wěn)定直流母線電壓，給直流負載供電。當直流微電網(wǎng)并網(wǎng)時電網(wǎng)需要輸出的功率超過所述變流器的額定功率，此時所述低壓直流微電網(wǎng)工作在變流器限流控制模式。并且在所述直流微電網(wǎng)實驗平臺上可以進行離網(wǎng)到并網(wǎng)、并網(wǎng)到離網(wǎng)切換實驗。

所述低壓直流微電網(wǎng)實驗平臺可以進行蓄電池管理?？刂破鞑杉餍铍姵厝萘?、SOC等信息進行判斷蓄電池充電、放電，發(fā)出指令給DC/DC變流器，防止蓄電池過沖或過放，延長蓄電池使用壽命。所述控制器可以對所述低壓直流微電網(wǎng)平臺進行能量管理，控制器根據(jù)蓄電池SOC、微電網(wǎng)運行模式以及負荷曲線決定DC/DC變流器儲能系統(tǒng)工作方式。

進一步的，所述單相AC/DC變流器、直流微電網(wǎng)各單元以及電網(wǎng)連接開關均通過RS485總線與控制器連接;各單元通過RS485總線把各自信息如電壓、電流、輸出功率、蓄電池電壓、SOC等傳遞給控制器，控制器根據(jù)所得信息進行優(yōu)化管理，再通過RS485總線傳達命令給各單元。

進一步的，所述重要負荷、可中斷負荷、彈性負荷分別與各自的開關串聯(lián)后再與單相AC/DC變流器輸出端并聯(lián)連接;所述重要負荷、可中斷負荷、彈性負荷的開關分別通過RS485總線與控制器連接。控制器根據(jù)蓄電池SOC、微電網(wǎng)運行模式以及負荷曲線決定儲能系統(tǒng)工作方式以及決定重要負荷、可中斷負荷、彈性負荷的接通和斷開，所述控制器可以驗證需求側(cè)負荷優(yōu)化管理功能，根據(jù)充電樁信息對負荷進行優(yōu)化管理。

本發(fā)明的有益效果在于：

(1)、所述低壓直流微電網(wǎng)平臺可以運行于并網(wǎng)模式，變流器限流模式以及孤島模式，且可以進行各個模式無縫切換實驗。

(2)、所述低壓直流微電網(wǎng)平臺可以進行蓄電池充放電管理。

(3)、所述控制器可以進行電源側(cè)優(yōu)化管理研究，可以研究直流微電網(wǎng)經(jīng)濟需求、供電可靠性需求、電能質(zhì)量等。

(4)、本發(fā)明技術方案中，所述控制器可以根據(jù)充電樁信息進行需求側(cè)負荷優(yōu)化管理實驗。

具體實施方式

參見圖1，包括控制器以及均與控制器通信連接的單相AC/DC變流器、直流微電網(wǎng)

3、電網(wǎng)連接開關2;所述單相AC/DC變流器輸入端能夠通過電網(wǎng)連接開關2接入交流電網(wǎng)1;所述直流微電網(wǎng)3包括MPPT控制器、多個帶DC/DC變流器的儲能系統(tǒng)、充電樁、重要負荷、可中斷負荷、彈性負荷;所述MPPT控制器連接光伏電池板4;所述單相AC/DC變流器輸出端分別與直流微電網(wǎng)3各單元并聯(lián)連接;所述帶DC/DC變流器的儲能系統(tǒng)包括DC/DC變流器以及與其相連的蓄電池，本實施例的控制器選用DSP28335。

所述重要負荷、可中斷負荷、彈性負荷分別與各自的開關串聯(lián)后再與單相AC/DC變流器輸出端并聯(lián)連接;所述3個開關分別通過RS485總線5與控制器連接。

所述低壓直流微電網(wǎng)3實驗平臺中，通過所述單相AC/DC變流器把直流微電網(wǎng)3連接至交流電網(wǎng)1，工作在并網(wǎng)模式時，當所述直流微電網(wǎng)3發(fā)電較多時，所述單相AC/DC變流器工作在逆變模式;當所述直流微電網(wǎng)3功率不足時，所述單相AC/DC變流器工作在整流模式。所述低壓直流微電網(wǎng)3實驗平臺工作在孤島模式時，儲能系統(tǒng)維持直流母線電壓，維持系統(tǒng)穩(wěn)定以及電能質(zhì)量。通過所述單相AC/DC變流器進行離網(wǎng)并網(wǎng)無縫切換。

所述低壓直流微電網(wǎng)3實驗平臺工作于變流器限流模式時，通過所述單相AC/DC變流器把直流微電網(wǎng)3連接至交流電網(wǎng)1，當所述直流微電網(wǎng)3發(fā)電較多時，所述單相AC/DC變流器工作在逆變模式，同時開啟彈性負荷吸收多余能量;當所述直流微電網(wǎng)3功率不足時，

所述單相AC/DC變流器工作在整流模式，同時切除可中斷負荷。

所述低壓直流微電網(wǎng)3實驗平臺工作于孤島模式時，控制器根據(jù)光伏發(fā)電單元以及蓄電池SOC等進行能量管理。系統(tǒng)功率不足時切除可中斷負荷，系統(tǒng)功率過剩時開啟彈性負荷吸收多余能量。

所述低壓直流微電網(wǎng)3實驗平臺中，儲能系統(tǒng)采用蓄電池，通過雙向DC/DC變換器與直流母線連接。所述控制器根據(jù)各電池的容量、端電壓、SOC進行蓄電池管理，延長電池使用壽命。儲能系統(tǒng)維持直流母線電壓，保證低壓直流微電網(wǎng)3實驗平臺的電能質(zhì)量。

所述低壓直流微電網(wǎng)3實驗平臺中，控制器可以對充電樁進行有序充電管理，驗證需求側(cè)負荷優(yōu)化管理方法。

通過本發(fā)明低壓直流微電網(wǎng)實驗平臺可以展開以下研究：

1、混合儲能系統(tǒng)控制技術研究以及控制策略驗證;

2、直流微電網(wǎng)監(jiān)控、通訊實驗研究;

3、直流微電網(wǎng)能量管理研究及證實;

4、直流微電網(wǎng)下垂控制研究及實驗驗證;

5、直流微電網(wǎng)并網(wǎng)策略研究及驗證;

6、蓄電池管理系統(tǒng)研究及驗證。

以上述依據(jù)本發(fā)明理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術性范圍。

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