CN105958540A - 一种基于双向整流器的微网系统 - Google Patents

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CN105958540A CN201610417152.0A CN201610417152A CN105958540A CN 105958540 A CN105958540 A CN 105958540A CN 201610417152 A CN201610417152 A CN 201610417152A CN 105958540 A CN105958540 A CN 105958540A
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李高树
郭佳佳
杨玉珍
陆丽
胡申怡
王卯卯
乔佳宇
李菁菁
曾继钰
李贤书
文睿钧
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Shanghai Dianji University
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    • H02J3/386—
    • H—ELECTRICITY
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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Abstract

本发明提供一种基于双向整流器的微网系统，包括：风力发电机、逆变器、直流母线、双向整流器、电网、光伏电站和直流转换器；其中，所述风力发电机通过所述逆变器升压至所述直流母线电压，通过所述双向整流器并入所述电网；所述光伏电站通过所述直流转换器汇至所述直流母线，通过所述双向整流器并入所述电网。本发明将可再生能源发电设备的输出能量，通过接口设备变换成直流电能，汇至直流母线后，通过一系列的变流器，或像储能电池充电，或者执行电力调度将储能电能或者新能源电站的电能反馈到电网中，输送无功功率，提高电网的电能质量，使可再生能源真正成为清洁能源，能够更高效地被人类利用。

Description

一种基于双向整流器的微网系统
技术领域
本发明涉及通讯技术领域，特别涉及一种基于双向整流器的微网系统。
背景技术
在过去的几十年，电网规模不断扩大，已逐步发展成集中发电、远距离输电的超大互联网络系统，但远距离输电的不断增大、使得受端电网对外来电力的依赖程度不断提高，电网运行的稳定性和安全性趋于下降，而且难于满足多样化供电需求。
散落分布的环保、高效和灵活的可再生能源发电站，如风力发电站、光伏发电站等新能源发电站通过组建微网系统，更加有效地发挥其效能。由于可再生能源的特殊性，微网系统中引入储能设备成为必然，并且通过用双向整流电源进行与储能架构与电网的联系，在现有电力电子器件的基础上，采用三相全桥电路构成的双向整流器的主电路，并用双闭环控制方式。既可以将电网能量输送至储能系统储存，也可以将储能系统储存的能量回送至电网，很好地解决了电动汽车或者电动车充电的需求。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于双向整流器的微网系统，其特征在于，包括：风力发电机、逆变器、直流母线、双向整流器、电网、光伏电站和直流转换器；其中，
所述风力发电机通过所述逆变器升压至所述直流母线电压，通过所述双向整流器并入所述电网；
所述光伏电站通过所述直流转换器汇至所述直流母线，通过所述双向整流器并入所述电网。
进一步的，在所述的基于双向整流器的微网系统中，还包括：储能电池；所述风力发电机通过所述逆变器升压至所述直流母线电压，对所述储能电池充电；所述光伏电站通过所述直流转换器汇至所述直流母线，对所述储能电池充电。
进一步的，在所述的基于双向整流器的微网系统中，所述双向整流器的结构为：
三相交流电源经过电抗器和线路电阻接到相应的交流输入端电流；所述交流输入端电流分别接到相应的交流输入端电压；输出端接大电容和直流侧负载；直流侧电压为平稳的电流。
进一步的，在所述的基于双向整流器的微网系统中，所述双向整流器的控制电路包括外部电压环路和内部电压环路。
进一步的，在所述的基于双向整流器的微网系统中，所述外部电压环路由直流电压控制，电压调节器的输出作为电流的给定。
进一步的，在所述的基于双向整流器的微网系统中，所述内部电压环路由电流反馈和电流控制器构成。
进一步的，在所述的基于双向整流器的微网系统中，所述风力发电机是同步型风力发电机、异步型风力发电机、水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。
进一步的，在所述的基于双向整流器的微网系统中，所述逆变器包括逆变桥、控制逻辑和滤波电路组。
本发明提供的基于双向整流器的微网系统，具有以下有益效果：本发明将可再生能源发电设备的输出能量，通过接口设备变换成直流电能，汇至直流母线后，通过一系列的变流器，或像储能电池充电，或者执行电力调度将储能电能或者新能源电站的电能反馈到电网中，输送无功功率，提高电网的电能质量，使可再生能源真正成为清洁能源，能够更高效地被人类利用。
附图说明
图1是本发明实施例的基于双向整流器的微网系统的结构示意图；
图2是本发明实施例的基于双向整流器的微网系统的双向整流器的结构示意图；
图3是本发明实施例的基于双向整流器的微网系统的双向整流器的控制电路图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的基于双向整流器的微网系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
请参考图1，其是本发明实施例的基于双向整流器的微网系统的结构示意图。如图1所示，本发明提供一种基于双向整流器的微网系统，包括：风力发电机1、逆变器2、直流母线3、双向整流器4、电网5、光伏电站6和直流转换器7；其中，所述风力发电机1通过所述逆变器2升压至所述直流母线3电压，通过所述双向整流器4并入所述电网5，向公共电网输送无功功率，以提高电网运行的稳定性和安全性的微型电网供电与用电系统。；所述光伏电站6通过所述直流转换器7汇至所述直流母线3，通过所述双向整流器4并入所述电网5，向公共电网输送无功功率，以提高电网运行的稳定性和安全性的微型电网供电与用电系统。
进一步来说，所述基于双向整流器的微网系统还包括：储能电池8，；所述风力发电机1通过所述逆变器2升压至所述直流母线3电压，对所述储能电池8充电；所述光伏电站6通过所述直流转换器7汇至所述直流母线3，对所述储能电池8充电。当所述风力发电机1或光伏电站6能够满足负载需求时，可以把多余的电能通过直流母线3汇至储能电池8上。
进一步来说，在本实施例中，所述风力发电机1可以是同步型风力发电机、异步型风力发电机、水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。
进一步来说，在本实施例中，所述逆变器2包括逆变桥、控制逻辑和滤波电路组。
请参考图2，其是本发明实施例的基于双向整流器的微网系统的双向整流器的结构示意图。如图2所示，所述双向整流器的结构为：
三相交流电源usa(t)、usb(t)、usc(t)经过电抗器和线路电阻接到相应的交流输入端电流isa(t)、isb(t)、，isc(t)；所述交流输入端电流isa(t)、isb(t)、，isc(t)分别接到相应的交流输入端电压ura(t)、urc(t)、urb(t)；输出端接大电容Cd和直流侧负载RL；直流侧电压为平稳的电流vdc，E为储能电池电压。
请参考图3，其是本发明实施例的基于双向整流器的微网系统的双向整流器的控制电路图。如图3所示，所述双向整流器的控制电路包括外部电压环路和内部电压环路。所述外部电压环路由直流电压控制，电压PI调节器的输出作为d轴电流的给定。电流反馈和电流控制器构成的内部电流PI调节器的输出，再加上目前的电流状态反馈和电网电压扰动前馈补偿，有功电流和无功电流的静态误差控制，PWM调制开关信号。
综上所述，本发明将可再生能源发电设备的输出能量，通过接口设备变换成直流电能，汇至直流母线后，通过一系列的变流器，或像储能电池充电，或者执行电力调度将储能电能或者新能源电站的电能反馈到电网中，输送无功功率，提高电网的电能质量，使可再生能源真正成为清洁能源，能够更高效地被人类利用。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于双向整流器的微网系统，其特征在于，包括：风力发电机、逆变器、直流母线、双向整流器、电网、光伏电站和直流转换器；其中，
所述风力发电机通过所述逆变器升压至所述直流母线电压，通过所述双向整流器并入所述电网；
所述光伏电站通过所述直流转换器汇至所述直流母线，通过所述双向整流器并入所述电网。
2.如权利要求1所述的基于双向整流器的微网系统，其特征在于，还包括：储能电池；所述风力发电机通过所述逆变器升压至所述直流母线电压，对所述储能电池充电；所述光伏电站通过所述直流转换器汇至所述直流母线，对所述储能电池充电。
3.如权利要求1所述的基于双向整流器的微网系统，其特征在于，所述双向整流器的结构为：
三相交流电源经过电抗器和线路电阻接到相应的交流输入端电流；所述交流输入端电流分别接到相应的交流输入端电压；输出端接大电容和直流侧负载；直流侧电压为平稳的电流。
4.如权利要求1所述的基于双向整流器的微网系统，其特征在于，所述双向整流器的控制电路包括外部电压环路和内部电压环路。
5.如权利要求4所述的基于双向整流器的微网系统，其特征在于，所述外部电压环路由直流电压控制，电压调节器的输出作为电流的给定。
6.如权利要求5所述的基于双向整流器的微网系统，其特征在于，所述内部电压环路由电流反馈和电流控制器构成。
7.如权利要求1所述的基于双向整流器的微网系统，其特征在于，所述风力发电机是同步型风力发电机、异步型风力发电机、水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。
8.如权利要求1所述的基于双向整流器的微网系统，其特征在于，所述逆变器包括逆变桥、控制逻辑和滤波电路组。
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