CN103475017B - 一种自适应移动微电网的能量交互系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自适应移动微电网与能量交互系统。该系统通过电压识别模块、DC/DC双向接口和DC/AC双向接口将电压波动的功率型储能转换为稳定的能量型储能，系统输入端分别设有AC电压识别模块和DC电压识别模块；AC电压识别模块分别与变压器和AC/DC双向接口连接；DC电压识别模块分别与DC/DC双向接口和直流母线连接，AC/DC双向接口连接至直流母线上；直流母线通过DC/DC双向接口连接至恒压直流母线上，恒压直流母线分别通过DC/AC双向接口和DC/DC双向接口输出稳定的电压，解决由于间歇式电源及交直流供电系统波动，引起的供电电能质量不高、电流方向不确定、两侧电源容量悬殊的问题，实现储能系统灵活配置；分布式电源和负荷的交流侧稳定并网、直流侧稳定接入的高可靠性运行。
Description
技术领域
本发明涉及新能源接入电力系统支撑技术领域，具体涉及一种自适应移动微电网的能量交互系统。
背景技术
随着用户对供电高可靠性和高电能质量的要求，以及大量具有随即性和间隙性的分布式电源、微电网以多种方式（不同电压等级、不同接入方式、不同接入容量、不同并网接口、不同控制方式）接入配电网，给配电网的稳定运行提出了更高的要求。
储能电池系统依靠单一的DC/DC接口和DC/AC接口实现与交直流电网的互联，可以一定程度的起到优化电网的能量管理与调度，提高用户的能量管理水平和提高供电可靠性的作用；储能系统配置协调运行与能量管理系统后，可以一定程度改善系统的供电质量和电压稳定性，但如何高效稳定接入/退出交直流供用电系统，有效抑制电力系统的频率漂移，改善系统的功角稳定性的作用：对大型供电系统，实现友好接入，起到支撑作用；对关键负荷，实现高可靠性供电，起到稳定保障作用；对分布式电源，起到平抑波动，实现高质量并网，是一个亟需解决的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种自适应移动微电网的能量交互系统，本发明解决由于间歇式电源及交直流供电系统波动，所引起的供电电能质量不高，电流方向不确定、两侧电源容量悬殊的问题，实现储能系统灵活配置及其所连接的分布式电源及负荷的交流侧稳定并网、直流侧稳定接入的高可靠性运行。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
本发明提供一种自适应移动微电网的能量交互系统，其改进之处在于，所述系统通过电压识别模块、DC/DC双向接口和DC/AC双向接口将电压波动的功率型储能转换为稳定的能量型储能。
其中，所述系统包括电压识别模块、变压器、AC/DC双向接口、DC/DC双向接口、DC/AC双向接口和储能模块；所述系统的输入端分别设有AC电压识别模块和DC电压识别模块；所述AC电压识别模块分别与变压器和AC/DC双向接口连接；所述DC电压识别模块分别与DC/DC双向接口和直流母线连接；所述AC/DC双向接口连接至直流母线上；
所述直流母线通过DC/DC双向接口连接至恒压直流母线上，所述恒压直流母线分别通过DC/AC双向接口和DC/DC双向接口输出稳定的电压。
其中，所述AC电压识别模块和DC电压识别模块均包括依次连接的二次电压检测单元和电压识别单元。
其中，所述AC电压识别模块和DC电压识别模块或由单个制式电压自识别模块代替，所述制式电压自识别模块包括依次连接的二次电压检测单元、电压识别单元和通道选择单元。
其中，所述储能模块包括功率型储能元件和能量型储能元件；
所述功率型储能元件一端连接至直流母线，另一端接地；采用超级电容（功率型储能）自适应调节实现；
所述能量型储能元件一端连接至恒压直流母线，另一端接地，采用储能电池（能量型储能）控制调节实现。
其中，所述DC/DC双向接口的电压变化率小于等于5%，输出直流电压的在50%-300%之间，用于直流输入输出隔离与保护；
所述DC/AC双向接口输出交流电压在50%-200%之间，用于交流输入输出的动态自适应保护。
与现有技术比，本发明达到的有益效果是：
本发明构思巧妙，接口设计可靠有效，在不同容量不同电压等级的移动储能接入电力系统已经获得应用，应用结果表明动态自适储能系统对于间歇式、不稳定的分布发电或微电网接入电力系统以及不稳定供电系统的供电是理想的配置方法。本发明为提高供电可靠性、高效接纳绿色电力、节能降损、减少碳排放提供了有效的技术支撑。
本发明解决由于间歇式电源及交直流供电系统波动,所引起的供电电能质量不高,电流方向不确定、两侧电源容量悬殊的问题,实现储能系统灵活配置及其所连接的分布式电源及负荷的交流侧稳定并网、直流侧稳定接入的高可靠性运行。
本发明提供的自适应移动微电网的能量交互系统，应用于多元新能源接入电力系统。受间歇性、波动性能源输出等影响，流经系统的电压大小、电流大小和方向均具有不确定性。当接入电源模式和电压变化较大时，自适应移动微电网与能量交互系统接口通过自适应识别将输入的电力流送到正确的转化和传输通道和最优的转化和使用位置，如果超过系统自适应电压自适应范围或者频率范围，则启动保护控制策略，屏蔽输入源，以保证系统安全；当接入负荷功率变化较大时，自适应移动微电网与能量交互系统接口通过自适应识别将可以多通道电力流和最优的转化方式送到准确的需求通道，如果超过系统的工作功率，则启动保护控制策略，依次根据配置的电压自适应调整、频率自适应调整、电流自适应调整和设定负荷分级控制，或屏蔽输出源，在保证系统安全的同时，尽可能提高系统可用性和可靠性。
附图说明
图1是本发明提供的自适应移动微电网的能量交互系统接口图；
图2是本发明提供的自适应移动微电网的能量交互系统示意图一；
图3是本发明提供的自适应移动微电网的能量交互系统示意图二。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
本发明提供一种自适应移动微电网的能量交互系统，该系统通过电压识别模块、DC/DC双向接口和DC/AC双向接口将电压波动的功率型储能转换为稳定的能量型储能。
该系统包括电压识别模块、变压器、AC/DC双向接口、DC/DC双向接口、DC/AC双向接口和储能模块；所述系统的输入端分别设有AC电压识别模块和DC电压识别模块；所述AC电压识别模块分别与变压器和AC/DC双向接口连接；所述DC电压识别模块分别与DC/DC双向接口和直流母线连接；所述AC/DC双向接口连接至直流母线上；直流母线通过DC/DC双向接口连接至恒压直流母线上，所述恒压直流母线分别通过DC/AC双向接口和DC/DC双向接口输出稳定的电压。
AC电压识别模块和DC电压识别模块均包括依次连接的二次电压检测单元和电压识别单元。本发明提供的自适应移动微电网的能量交互系统示意一图如图2所示。
AC电压识别模块和DC电压识别模块或由单个制式电压自识别模块代替，所述制式电压自识别模块包括依次连接的二次电压检测单元、电压识别单元和通道选择单元。本发明提供的自适应移动微电网的能量交互系统示意图二如图3所示
储能模块包括功率型储能元件和能量型储能元件；功率型储能元件一端连接至直流母线，另一端接地；采用超级电容自适应调节实现；能量型储能元件一端连接至恒压直流母线，另一端接地，采用储能电池控制调节实现。
本发明提供的系统同时具有交直流双功率方向，交直流双功率自适应保护，控制方式自适应，整定值可分别独立设定，其中：
一、自适应储能配置直流接口即DC/DC双向接口，具有：
（1）高质量电压输出范围，电压稳定性,电压变化率小于等于5%；
（2）宽电压适应范围，输出直流电压的50%-300%；
（3）直流输入输出隔离与保护。
二、自适应储能配置交流接口即DC/AC双向接口，具有：
1）高质量电能输出，电能质量优于国家配电系统供电质量标准；
2）宽电压适应范围，输出交流电压的50%-200%；
3）交流输入输出的动态自适应保护。
三、交直流混合储能模块协调控制具有：
<1>交直流互动模式：能量互补，优化管理；
<2>交直流控制方式：功率互动，高效互动；
<3>交直流互联与隔离：动作快捷，保护迅速。
本发明提供的自适应移动微电网的能量交互系统，应用于多元新能源接入电力系统。受间歇性、波动性能源输出等影响，流经系统的电压大小、电流大小和方向均具有不确定性。当接入电源模式和电压变化较大时，自适应移动微电网与能量交互系统接口通过自适应识别将输入的电力流送到正确的转化和传输通道和最优的转化和使用位置，如果超过系统自适应电压自适应范围或者频率范围，则启动保护控制策略，屏蔽输入源，以保证系统安全；当接入负荷功率变化较大时，自适应移动微电网与能量交互系统接口通过自适应识别将可以多通道电力流和最优的转化方式送到准确的需求通道，如果超过系统的工作功率，则启动保护控制策略，依次根据配置的电压自适应调整、频率自适应调整、电流自适应调整和设定负荷分级控制，或屏蔽输出源，在保证系统安全的同时，尽可能提高系统可用性和可靠性。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (1)
1.一种自适应移动微电网的能量交互系统，其特征在于，所述系统通过电压识别模块、DC/DC双向接口和DC/AC双向接口将电压波动的功率型储能转换为稳定的能量型储能；
所述系统包括电压识别模块、变压器、AC/DC双向接口、DC/DC双向接口、DC/AC双向接口和储能模块；所述系统的输入端分别设有AC电压识别模块和DC电压识别模块；所述AC电压识别模块分别与变压器和AC/DC双向接口连接；所述DC电压识别模块分别与DC/DC双向接口和直流母线连接；所述AC/DC双向接口连接至直流母线上；
所述直流母线通过DC/DC双向接口连接至恒压直流母线上，所述恒压直流母线分别通过DC/AC双向接口和DC/DC双向接口输出稳定的电压；
所述AC电压识别模块和DC电压识别模块均包括依次连接的二次电压检测单元和电压识别单元；
所述AC电压识别模块和DC电压识别模块或由单个制式电压自识别模块代替，所述制式电压自识别模块包括依次连接的二次电压检测单元、电压识别单元和通道选择单元；
所述储能模块包括功率型储能元件和能量型储能元件；
所述功率型储能元件一端连接至直流母线，另一端接地；采用超级电容自适应调节实现；
所述能量型储能元件一端连接至恒压直流母线，另一端接地，采用储能电池控制调节实现；
所述DC/DC双向接口的电压变化率小于等于5％，所述DC/DC双向接口的电压范围为输出直流电压的50％-300％，用于直流输入输出隔离与保护；
所述DC/AC双向接口的电压范围为输出交流电压的50％-200％，用于交流输入输出的动态自适应保护。
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