[发明专利]共轭多向逆变电源

说明书

所属技术领域

本发明应用于基于新能源发电的微型智能电网系统。

背景技术

能源危机和环境危机日益受到关注，可再生能源的应用和推广受到人们广泛重视，可再生能源发电并网运行是新能源产业发展的趋势之一，可再生能源中的太阳能、风能等与环境气候关系密切，发电性能不稳定，直接并网容易对公共电网造成冲击。由一系列分布式微型电源、储能系统和负荷、控制系统等共同组成的微型智能电网系统适合可再生能源的并网接入，微型智能电网系统核心技术是能够控制能量多向流动的部件。

发明内容

针对微型智能电网系统设计要求，本发明提供了一种能完成能量从公共电网、储能系统、可再生能源发电系统和负载之间多向流动的共轭多向逆变电源。共轭多向逆变电源主要由双向并网逆变器、双向离网逆变器和直流母线组成，双向并网逆变器和双向离网逆变器共用一个直流母线，储能设备直接接在直流母线上，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

相对于公共电网，共轭多向逆变电源相当于一个双向并网逆变器，直流母线多余能量可以通过双向并网逆变器输入公共电网；当可再生能源发电量小于负载时或蓄电池充电需要从公共电网取能量时，相当于一个整流器，电能从公共电网流向直流母线。

相对于用电负载，共轭多向逆变电源是相当于双向离网逆变器，可再生能源发电可并入双向离网逆变器的输出端。当可再生能源产生的能量大于负载时，能量从负载端流到共轭多向逆变电源内部的直流母线上；当可再生能源产生的能量小于负载时，直流母线上的能量也可以通过双向离网逆变器流向负载。

储能设备直接接在共轭多向逆变电源内部的直流母线上，当公共电网需要能量时，共轭多向逆变电源可由双向并网逆变器控制能量从直流母线流向公共电网上；当负载需要能量时，可由双向离网逆变器控制能量从直流母线流向负载；当公共电网与负载端有能量过剩时，可从公共电网或负载端流回储能设备。

附图说明

下面结合附图说明共轭多向逆变电源的结构。

图1为共轭多向逆变电源拓扑结构图，图中(4)所指虚线框中的部分为共轭多向逆变电源本体，它由(1)双向并网逆变器，(2)直流母线，(3)双向离网逆变器组成。(7)为公共电网，连接双向并网逆变器端，(6)为蓄电池，连接直流母线，(5)为负载及可再生能源发电，并入双向离网逆变器端。

图2为共轭多向逆变电源的基本原理图，(1)为双向并网逆变器，(3)为双向离网逆变器。图中(8)和(10)为隔离变压器，(9)，(11)为IGBT全桥逆变/整流电路，(2)为直流母线，(6)为蓄电池组。

具体实施方案

如图2所示，可再生能源所发电能进入双向离网逆变器(3)，通过隔离变压器(10)以及滤波后通过三相全桥整流电路(11)整流后并入直流母线。类似的，公共电网供电进入双向并网逆变器(1)，通过隔离变压器(2)以及滤波后通过三相全桥整流电路(9)整流后并入直流母线(2)。反过来，直流母线上的电能分别通过三相全桥逆变电路(9)(11)逆变后通过隔离变压器(8)(10)对公共电网和负载端输电。同时通过控制直流母线电压可以实现对蓄电池组(6)的充/放电。

这样就能完成了如图1所示的能量流动，通过共轭多向逆变电源，可再生能源产生的电能(10)可以传输到蓄电池(6)储存，也可以传输到(2)对公共电网输电；蓄电池存储的电能可以传输到负载对负载供电，也可以传输到对公共电网输电；公共电网可以对蓄电池充电，也可以对负载端供电。