[发明专利]风光互补供电控制器及微电网系统及微电网系统供电方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微电网系统的分布式发电技术领域，具体地说是风光互补供电控制器及微电网系统及微电网系统供电方法。

背景技术

能源是国民经济发展和人民生活必须的重要物质基础。建立在煤炭、石油、天然气等化石燃料基础上的能源体系带来了严重的环境污染和生态系统破坏。近年来，世界各国纷纷开始根据国情，治理和缓解已经恶化的环境，并把可再生、无污染的新能源的开发利用作为可持续发展的重要内容。风光互补发电系统是利用风能和太阳能资源的互补性，具有较高性价比的一种新型能源发电系统，具有很好的应用前景。风光互补发电系统是利用太阳能光伏发电阵列、风力发电机将发出的电能存储到蓄电池组中，当用户需要用电时，逆变器将蓄电池组中储存的直流电转变为交流电，通过输电线路送到用户负载处。是风力发电机和太阳能光伏发电阵列两种发电设备共同发电。作为微型或小型的发电系统，风光互补在路灯照明、智能交通、森林、水资源监控等行业得到了大量的应用。

微电网是一种新型网络结构，是一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元。微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。微电网是相对传统大电网的一个概念，是指多个分布式电源及其相关负载按照一定的拓扑结构组成的网络，并通过静态开关关联至常规电网。开发和延伸微电网能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，实现对负荷多种能源形式的高可靠供给，是实现主动式配电网的一种有效方式，是传统电网向智能电网过渡。目前风光互补发电已经在微电网系统中得到了应用，并取得了良好的效果。

但目前现有微电网系统的应用主要面向于功率较大系统的，对超微型小功率微电网系统缺少针对性的解决方案，存在以下问题：1)风光互补供电控制器与电力传输所需的升压系统相分离，多次升降压和交流直流变换降低了光伏/风力资源的利用效率；2）各分布式风光互补发电系统升压并网一般采用集中式，无法解决如：高速公路沿线分布式全程监控等应用场景下的发电并网等问题；3）现有的小功率风光互补供电控制器，在每个负荷处一般都独立运行，所发电力未并网，一旦蓄电池组损坏，则导致系统瘫痪。若所发电力超过负载，则只能通过卸荷单元将多余电力泄放，系统性能价格比不高。

发明内容

本发明的技术任务是针对以上不足，提供风光互补供电控制器及微电网系统及微电网系统供电方法，来解决微电网资源利用效率低、电力未并网的问题。

本发明的技术任务是按以下方式实现的，

风光互补供电控制器，输入端包括逆功率保护器和过流保护装置Ⅰ、过流保护装置Ⅱ；过流保护装置Ⅰ、过流保护装置Ⅱ分别经电压变换模块Ⅰ、电压变换模块Ⅱ连接至直流低压母线，直流低压母线经过电压变换模块Ⅲ连接至输出端；逆功率保护器通过电压变换模块Ⅳ连接至直流高压母线；直流高压母线与直流低压母线之间搭接有DC/DC直流降压变换模块Ⅰ、DC/DC直流升压变换模块Ⅰ；直流低压母线分别搭接DC/DC直流降压变换模块Ⅱ、DC/DC直流升压变换模块Ⅱ与蓄电池组相连接；控制单元分别连接并控制电压变换模块Ⅰ、电压变换模块Ⅱ、电压变换模块Ⅲ、电压变换模块Ⅳ、DC/DC直流降压变换模块Ⅰ、DC/DC直流升压变换模块Ⅰ、DC/DC直流降压变换模块Ⅱ、DC/DC直流升压变换模块Ⅱ，控制单元还连接有通信模块、显示模块。

所述的风光互补供电控制器，DC/DC直流降压变换模块Ⅰ用于当直流低压母线能量不足时从高压直流母线获得能量；DC/DC直流升压变换模块Ⅰ用于当直流低压母线能量过剩时向高压直流母线充电；DC/DC直流降压变换模块Ⅱ用于直流低压母线为蓄电池组充电；DC/DC直流升压变换模块Ⅱ用于蓄电池组给直流低压母线放电。

所述的风光互补供电控制器，过流保护装置Ⅰ、过流保护装置Ⅱ均连接至卸荷单元，卸荷单元用于能量过剩时对风光互补供电控制器进行保护；直流低压母线的正负极之间搭接大容量电容器，大容量电容器为系统临时掉电提供能量储存；蓄电池组与快速充电单元相连接，快速充电单元用于从风光互补供电控制器的外部获得临时能量供应给蓄电池组。

所述的风光互补供电控制器，电压变换模块Ⅰ、电压变换模块Ⅱ、电压变换模块Ⅲ均为DC/DC直流电压变换模块；电压变换模块Ⅳ为AC/DC电压变换模块或者为DC/DC直流电压变换模块，当逆功率保护器输入端为交流供电时，电压变换模块Ⅳ为AC/DC电压变换模块，当逆功率保护器输入端为直流供电时，电压变换模块Ⅳ为DC/DC直流电压变换模块。