[发明专利]能源网关、家用电器、直流微电网系统及其能源管理方法

说明书

技术领域

本发明涉及家庭能量管理领域，具体而言，涉及一种能源网关、家用电器、直流微电网系统其能源管理方法。

背景技术

随着人们对环境问题的日益关注，光伏发电等新能源技术得到了快速发展和广泛应用，国家相关政策也大力鼓励新能源的使用，分布式微电网系统以其有利于就近利用新能源等优势在家庭供电中得到广泛应用。直流微电网具有能量变换环节少、系统效率高和控制简单等诸多优点，对于新能源应用于家庭具有非常大的优势。

目前，对于新能源光伏发电在家庭的应用，通常采取搭建小型光伏电站的方式，通过并网逆变器将光伏发电接入家庭供电系统，典型家庭微电网系统结构如图1所示。如图1所示，现有技术中的家庭微电网系统包含并网逆变器、光伏组件、和家庭中的各种负载(例如直流电器和交流电器等)等，直流电器和交流电器构成家庭用电系统12。并网逆变器将光伏组件与市电电网13并网。现有技术中的家庭微电网系统当于把小型光伏发电系统通过并网逆变器接入家庭，对整个家庭供电结构没有改进。另外，大多数家用电器内部的整流模块将交流电转换为直流电使用，存在转化损耗大、给电网带来谐波污染影响电能质量等多种问题。

发明内容

本发明实施例中提供一种能源网关、家用电器、直流微电网系统及其能源管理方法，以解决现有技术中太阳能发电的利用率低、家用电器转化损耗大、会给电网带来谐波污染，从而影响电能质量等问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供一种能源网关，包括：直流输入端，用于与外部的太阳能发电装置的直流输出端连接；能源网关还包括用于向外部的直流用电器供电的第一直流输出端和/或第二直流输出端，第一直流输出端直接与直流输入端连接，第二直流输出端通过直流变压装置与直流输入端连接。

作为优选，能源网关还包括市电输入端和第一DC/AC逆变器，市电输入端通过第一DC/AC逆变器与直流输入端连接。

作为优选，能源网关还包括用于向外部的交流用电器供电的交流输出端和第二DC/AC逆变器，直流输入端通过第二DC/AC逆变器与交流输出端连接。

本发明还提供了一种家用电器，包括上述的能源网关。

作为优选，家用电器为光伏直驱变频空调。

本发明还提供了一种直流微电网系统，包括：太阳能发电装置、负载、以及上述的能源网关，太阳能发电装置通过能源网关与负载连接。

本发明还提供了一种直流微电网系统，包括：太阳能发电装置、负载、以及上述的家用电器，太阳能发电装置通过家用电器与负载连接。

本发明还提供了一种直流微电网系统的能源管理方法，包括：将外部的太阳能发电装置输出的直流与直流母线连接；将承压范围在直流母线的电压范围内的直流用电器直接接入直流母线，否则通过直流变压装置接入直流母线。

作为优选，直流微电网系统的能源管理方法还包括：将交流用电器通过第一DC/AC逆变器接入直接母线。

作为优选，将直流母线、直流变压装置和第一DC/AC逆变器集成到一个用作能源网关的家用电器中。

本发明可以省去并网逆变器，减少设备投入和电能转换环节，提高新能源光伏发电的利用效率。进一步地，由于家用电器直接采用直流供电，可去除内部整流模块，从而减少了设备投入和电能转换损耗、消除家用电器给电网带来谐波污染影响电能质量等多种问题。

附图说明

图1是现有技术中的家庭微电网系统的结构示意图；

图2是本发明中的直流微电网系统的结构示意图；

图3是本发明中的直流微电网系统的能源管理方法的流程图。

附图标记说明：1、直流输入端；2、太阳能发电装置；3、直流微电网系统；4、直流用电器；5、直流变压装置；6、市电输入端；7、第一DC/AC逆变器；8、交流用电器；9、交流输出端；10、第二DC/AC逆变器；11、光伏直驱变频空调；12、家庭用电系统；13、市电电网。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。

目前，大多数家用电器(包括变频电器)都可以采用直流供电，其内部含有整流模块，将交流电整流为直流后使用。光伏组件所发电为直流电，典型家庭微电网系统中的光伏组件将所发直流电先转换为交流电，再接入家庭供电系统。这样，会经过多次转换，电能损耗大、利用率低，若将光伏发电直接接入家用电器设备使用，将会减少电能转换损耗和设备投入。