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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(xué)，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(guān);所述單相AC/DC變流器輸入端能夠通過電網(wǎng)連接開關(guān)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(fù)荷、可中斷負(fù)荷、彈性負(fù)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(yùn)行于并網(wǎng)模式，變流器限流模式以及孤島模式，且可以進(jìn)行各個模式無縫切換實驗，且可以進(jìn)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(jì)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(guān);所述單相AC/DC變流器輸入端能夠通過電網(wǎng)連接開關(guān)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(fù)荷、可中斷負(fù)荷、彈性負(fù)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(guān)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(fù)荷、可中斷負(fù)荷、彈性負(fù)荷分別與各自的開關(guān)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(fù)荷、可中斷負(fù)荷、彈性負(fù)荷的開關(guān)分別通過RS485總線與控制器連接。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及微電網(wǎng)實驗平臺領(lǐng)域，尤其涉及一種低壓直流微電網(wǎng)實驗平臺。
背景技術(shù)
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(fù)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(bǔ)償設(shè)備等優(yōu)勢，促進(jìn)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(jìn)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(shù)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(guān);所述單相AC/DC變流器輸入端能夠通過電網(wǎng)連接開關(guān)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(fù)荷、可中斷負(fù)荷、彈性負(fù)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(jìn)行能量交換。所述直流微電網(wǎng)也可以運(yùn)行于孤島模式，穩(wěn)定直流母線電壓，給直流負(fù)載供電。當(dāng)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(jìn)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(jìn)行蓄電池管理?？刂破鞑杉餍铍姵厝萘俊OC等信息進(jìn)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(jìn)行能量管理，控制器根據(jù)蓄電池SOC、微電網(wǎng)運(yùn)行模式以及負(fù)荷曲線決定DC/DC變流器儲能系統(tǒng)工作方式。
進(jìn)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(guān)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(jìn)行優(yōu)化管理，再通過RS485總線傳達(dá)命令給各單元。
進(jìn)一步的，所述重要負(fù)荷、可中斷負(fù)荷、彈性負(fù)荷分別與各自的開關(guān)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(fù)荷、可中斷負(fù)荷、彈性負(fù)荷的開關(guān)分別通過RS485總線與控制器連接?？刂破鞲鶕?jù)蓄電池SOC、微電網(wǎng)運(yùn)行模式以及負(fù)荷曲線決定儲能系統(tǒng)工作方式以及決定重要負(fù)荷、可中斷負(fù)荷、彈性負(fù)荷的接通和斷開，所述控制器可以驗證需求側(cè)負(fù)荷優(yōu)化管理功能，根據(jù)充電樁信息對負(fù)荷進(jìn)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(yùn)行于并網(wǎng)模式，變流器限流模式以及孤島模式，且可以進(jìn)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(jìn)行蓄電池充放電管理。
(3)、所述控制器可以進(jìn)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(jì)需求、供電可靠性需求、電能質(zhì)量等。
(4)、本發(fā)明技術(shù)方案中，所述控制器可以根據(jù)充電樁信息進(jìn)行需求側(cè)負(fù)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(guān)2;所述單相AC/DC變流器輸入端能夠通過電網(wǎng)連接開關(guān)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(fù)荷、可中斷負(fù)荷、彈性負(fù)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(fù)荷、可中斷負(fù)荷、彈性負(fù)荷分別與各自的開關(guān)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(guān)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(dāng)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(dāng)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(jìn)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(dāng)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(fù)荷吸收多余能量;當(dāng)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(fù)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(jìn)行能量管理。系統(tǒng)功率不足時切除可中斷負(fù)荷，系統(tǒng)功率過剩時開啟彈性負(fù)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(jìn)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(jìn)行有序充電管理，驗證需求側(cè)負(fù)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(shù)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(guān)工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù)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(shù)性范圍。
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