[发明专利]直流母线微电网系统

说明书

一种直流母线微电网系统，涉及微电网结构设计技术领域。包括两直流母线、能量管理控制器，两直流母线的电压分别设置为750V、375V，呈两倍关系；能量管理控制器用于检测所述两直流母线的实时电压，维持两者电压两倍关系；还包括隔离直流变换器，该变换器包括前级部分的CL‑LLC变换器电路、后级部分的多路DCDC变换器电路、控制器，控制器包括PI控制器、PWM模块1、PWM模块2。本发明公开一种自动快速平抑375V/750V双直流母线系统，通过隔离直流变换器与储能设备协调运行，实现自动快速平抑系统两条直流母线功能，提高系统供电质量；通过对隔离直流变换器的两个端口功率控制，实现两条直流母线的电能交互，保持两条直流母线在不同负载下仍能够维持在375V和750V。

技术领域

本发明涉及微电网结构设计技术领域。

背景技术

借鉴Internet中数据交换设备“路由器”的设计理念，“能量路由器”的概念也被提了出来，能源互联网在能源接入、能源控制和能量传输方面的研发开始活跃起来，以能够实现能源网络互联、调度和控制。

能量路由器是能源互联网的关键技术，是一种在现有电网基础上，基于先进的电力电子技术和信息网络技术，提供灵活多样的电气接口，实现大量分布式可再生能源发电设备、储能设备、各种用电负载接入电网，并且具有通讯和智能决策能力，实现对电力网络能量流、信息流主动管理的智能电力设备。

未来能源互联网将呈现交流电网、直流电网和交直流混合电网并存的形态，能量路由器在不同的电网组网中，要实现交流电、直流电的并网。

路由器进行研究探索，还没有统一的实施标准。

对比文件检索及评析：

中国专利CN101436778A公开了一种微型电网组网方法，该方法采用直流母线结构，采用分散式结构，分别通过DC/DC、AC/DC、DC/AC变换器将发电、用电、储能设备接入直流母线。

中国专利CN102315645A公开了用于分布式发电的能量路由器，采用交流母线结构，分布式发电需要经过多级的变换才能并入交流网。

中国专利CN102780267A公开了一种采用开关阵列组成能量流动通道的电能路由器，控制复杂，如果单一开关出现故障，将对全局造成影响。

中国专利CN103248068A公开了具备多种供电方式的电能路由器，采用了交直流混合母线组成交直流混合微网，同样采用了开关阵列来形成能量通道。

中国专利CN104682430A公开了一种应用于能源互联网的能源路由器装置，属于中压范围，对DC/DC变换、DC/AC作了大量的说明。

可再生发电设备所发出的电能为直流电或者经过整流后变成直流电，将直流电直接并入直流微网可节省大量的换流环节。很多负载本质上采用直流供电或者具备直流环节，如LED照明灯、电动车、计算机、手机、变频器等，因此更易接入直流微网，省去交流配电网中的AC/DC转换环节，节约了成本，也降低了损耗。另外，储能设备多为直流形式，也更易接入直流微网。

在直流配电网中，为了充分发挥分布式能源设备的效能，直流微电网将是最主要的运行方式。然而，由于大多分布式可再生能源地理上分散、生产不连续、随机性、波动性和间歇不稳定等特点，导致接入直流配电网的端口分散，电压等级多样、没有标准化等问题。

较为接近的现有技术，即：将多个电力电子装置使用一条直流母线连接，通过对多个电力电子装置的控制实现多个端口的能量交互。该方法的缺点是当大功率时源节点和负载节点的距离较大，会产生较大的电流损耗和增加制造成本。另外单一直流母线只能支持与之相应电压等级的设备，设备兼容性差。

目前对于直流母线的平抑方法主要有：

(1)使用超级电容系统接入直流母线，对直流母线的波动进行控制。该方法在同时平抑两条母线时存在问题，难以同时实现对两条母线的相等值平抑。