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)結構主要包括: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)具有能量轉換次數(shù)少、效率高、成本低、控制結構簡單、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??刂破鞲鶕?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)權利要求范圍來確定其技術性范圍。
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