CN109921409B - 一种建筑全直流供电和蓄电系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种建筑全直流供电和蓄电系统及控制方法。该系统包括可再生能源发电装置、市政电网系统、第一直流/直流变换装置、交流/直流变换装置、第一电压直流母线、第一储能装置、第一充放电转换装置；第一直流/直流变换装置用于将可再生能源发电装置产生的直流电压转换为第一电压直流母线电压；交流/直流变换装置用于将市政电网系统产生的交流电转换为直流电；第一充放电转换装置用于控制第一储能装置的充电与放电转换；第一电压直流母线与第一用电设备连接，用于对第一用电设备供电。采用本发明的建筑全直流供电和蓄电系统及控制方法，具有能够提高供配电效率，并且能够充分消纳本地可再生能源的优点。

Description

一种建筑全直流供电和蓄电系统及控制方法
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种建筑全直流供电和蓄电系统及控制方法。
背景技术
目前，建筑室内供电都是采用交流供电的形式。然而，用电设备几乎全部使用直流供电，例如，液晶显示器、个人电脑、直流变频空调、LED照明灯具等。采用交流供电方式，需要对每个用电设备采用整流调压装置，浪费硬件成本，并且由于交直流变换产生电力损失。此外，随着光伏发电技术的发展、成本的降低，安装有光伏发电等可再生能源利用装置的建筑越来越多。光伏发电功率与建筑用电功率一般难以互相吻合，发电功率与用电功率存在差异，不能充分利用光伏发电等可再生能源。
发明内容
本发明的目的是提供一种建筑全直流供电和蓄电系统及控制方法，具有能够提高供配电效率，并且能够充分消纳本地可再生能源的优点。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种建筑全直流供电和蓄电系统，包括：
可再生能源发电装置、市政电网系统、第一直流/直流变换装置、交流/直流变换装置、第一电压直流母线和第一功率调节装置；
所述第一直流/直流变换装置的输入端与所述可再生能源发电装置的输出端连接，所述第一直流/直流变换装置的输出端与所述第一电压直流母线连接；所述第一直流/直流变换装置用于将所述可再生能源发电装置产生的直流电压转换为所述第一电压直流母线电压；
所述交流/直流变换装置的输入端与所述市政电网系统连接，所述交流/直流变换装置的输出端与所述第一电压直流母线连接；所述交流/直流变换装置用于将所述市政电网系统产生的交流电转换为直流电；
所述第一电压直流母线与第一用电设备连接，用于对所述第一用电设备供电；
所述第一功率调节装置与所述第一电压直流母线连接，所述第一功率调节装置用于调节所述可再生能源发电装置发电功率、所述市政电网系统供电功率与所述第一用电设备用电功率的平衡；所述第一功率调节装置包括第一储能装置和第一充放电转换装置；所述第一充放电转换装置一端与所述第一电压直流母线连接，另一端与所述第一储能装置连接；所述第一充放电转换装置用于控制所述第一储能装置的充电与放电转换。
可选的，所述建筑全直流供电和蓄电系统，还包括：
第二直流/直流变换装置、第二电压直流母线和多个第二功率调节装置；
所述第二直流/直流变换装置的输入端与所述第一电压直流母线连接，所述第二直流/直流变换装置的输出端与所述第二电压直流母线连接；所述第二直流/直流变换装置用于改变直流电压；
所述第二电压直流母线与第二用电设备连接，用于对所述第二用电设备供电；所述第二用电设备的额定电压小于所述第一用电设备的额定电压；
所述第二功率调节装置与所述第二电压直流母线连接，所述第二功率调节装置用于调节所述可再生能源发电装置发电功率、所述市政电网系统供电功率、所述第一用电设备用电功率和所述第二用电设备用电功率的平衡；所述第二功率调节装置包括第二储能装置和第二充放电转换装置；所述第二充放电转换装置的输入端与所述第二电压直流母线连接，所述第二充放电转换装置的输出端与所述第二储能装置连接；所述第二充放电转换装置用于控制所述第二储能装置的充电与放电转换。
可选的，所述第一充放电转换装置包括第一开关、第二开关、第一升压电路和第一降压电路；所述第一开关一端与所述第一电压直流母线连接，所述第一开关另一端与所述第一升压电路一端连接，所述第一升压电路另一端与所述第一储能装置连接；所述第二开关一端与所述第一电压直流母线连接，所述第二开关另一端与所述第一降压电路一端连接，所述第一降压电路另一端与所述第一储能装置连接；
所述第二充放电转换装置包括第三开关、第四开关、第二升压电路和第二降压电路；所述第三开关一端与所述第二电压直流母线连接，所述第三开关另一端与所述第二升压电路一端连接，所述第二升压电路另一端与所述第二储能装置连接；所述第四开关一端与所述第二电压直流母线连接，所述第四开关另一端与所述第二降压电路一端连接，所述第二降压电路另一端与所述第二储能装置连接；
所述第一升压电路和所述第二升压电路均为Boos升压电路；所述第一降压电路和所述第二降压电路均为Buck降压电路。
可选的，所述第一充放电转换装置和所述第二充放电转换装置均为充放电控制器。
可选的，所述第一储能装置和所述第二储能装置均为蓄电池。
可选的，所述第一功率调节装置为一个或多个；当所述第一功率调节装置为多个时，所述第一功率调节装置在建筑内部根据建筑空间以及所述第一用电设备的布置位置进行分散式布置；
所述第二功率调节装置为一个或多个；当所述第二功率调节装置为多个时，所述第二功率调节装置在建筑内部根据建筑空间以及所述第一用电设备的布置位置和所述第二用电设备的布置位置进行分散式布置；
所述可再生能源发电装置为光伏发电装置和风力发电装置中的一种或多种。
本发明还提供一种建筑全直流供电和蓄电控制方法，包括：
获取市政电网系统的许可取电功率、可再生能源发电装置的发电功率和第一用电设备的用电功率；
根据所述市政电网系统的许可取电功率、所述可再生能源发电装置的发电功率和所述第一用电设备的用电功率计算第一储能装置的蓄放电功率；
根据所述第一储能装置的蓄放电功率调整所述第一储能装置的电流方向和大小，达到预设的建筑全直流供电和蓄电系统控制模式。
可选的，所述建筑全直流供电和蓄电控制方法，还包括：
获取第二用电设备的用电功率；
根据所述市政电网系统的许可取电功率、所述可再生能源发电装置的发电功率、所述第一用电设备的用电功率和所述第二用电设备的用电功率计算第二储能装置的蓄放电功率；
根据所述第二储能装置的蓄放电功率调整所述第二储能装置的电流方向和大小，达到预设的建筑全直流供电和蓄电系统控制模式。
可选的，根据公式Pb(t)＝Pg(t)+Ppv(t)-PL1(t)计算所述第一储能装置的蓄放电功率；
其中，Pb(t)是t时刻所述第一储能装置的蓄放电功率，Pg(t)是t时刻所述市政电网系统的许可取电功率；Ppv(t)是t时刻所述可再生能源发电装置的发电功率；PL1(t)是t时刻所述第一用电设备的用电功率；
根据公式Pb'(t)＝Pg(t)+Ppv(t)-PL1(t)-PL2(t)计算所述第二储能装置的蓄放电功率；
其中，Pb'(t)是t时刻所述第二储能装置的蓄放电功率，PL2(t)是t时刻所述第二用电设备的用电功率。
可选的，所述预设的建筑全直流供电和蓄电系统控制模式，具体包括：市政电网恒功率取电模式、电力需求响应模式和电费最小模式；
所述市政电网恒功率取电模式为所述市政电网系统取电功率恒定的模式；
所述电力需求响应模式为改变所述市政电网系统取电功率，满足所述第一用电设备和所述第二用电设备的用电需求的模式；
所述电费最小模式为在满足负载用电需求的基础上实现总电费最小的模式。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提出了一种建筑全直流供电和蓄电系统及控制方法，通过设置第一直流/直流变换装置将可再生能源发电装置产生的直流电压转换为第一电压直流母线电压；通过设置交流/直流变换装置将市政电网系统产生的交流电转换为直流电；通过设置第一充放电转换装置控制第一储能装置的充电与放电转换，实现了在建筑内直接供应直流电，节省每个用电设备的整流调压装置，节省硬件成本、消除交流直流变换带来的电力损失。此外，通过对蓄电池的充放电进行调节，能够充分利用光伏发电等可再生能源，弥补发电功率与用电功率的差异。在建筑中布置分布式蓄电设备，不仅有利于充分消纳本地的可再生能源，而且有利于实现电力需求侧响应，对于提高电网的移峰填谷能力，消减尖峰负荷，降低电网的装机容量和投资成本，提高低谷期的电厂、电网的负载率，提高发电效率，减少能源浪费，具有重要的社会效益和巨大的经济价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一中建筑全直流供电和蓄电系统结构连接图；
图2为本发明实施例二中建筑全直流供电和蓄电系统结构连接图；
图3为本发明实施例二中建筑全直流供电和蓄电系统控制方法流程图；
图4为本发明实施例三中建筑全直流供电和蓄电系统结构连接图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种建筑全直流供电和蓄电系统及控制方法，具有能够提高供配电效率，并且能够充分消纳本地可再生能源的优点。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
图1为本发明实施例中建筑全直流供电和蓄电系统结构连接图。如图1所示，一种建筑全直流供电和蓄电系统，包括：可再生能源发电装置2、市政电网系统4、第一直流/直流变换装置3、交流/直流变换装置5、第一电压直流母线1、第一储能装置6、第一充放电转换装置、第二直流/直流变换装置10、第二电压直流母线11、第二储能装置14、第二充放电转换装置。
第一直流/直流变换装置3的输入端与可再生能源发电装置2的输出端连接，第一直流/直流变换装置3的输出端与第一电压直流母线1连接；第一直流/直流变换装置3用于将可再生能源发电装置2产生的直流电压转换为第一电压直流母线1电压。可再生能源发电装置2为光伏发电装置和风力发电装置中的一种或多种。
交流/直流变换装置5的输入端与市政电网系统4连接，交流/直流变换装置5的输出端与第一电压直流母线1连接；交流/直流变换装置5用于将市政电网系统产生的交流电转换为直流电，为直流用电设备提供电能；交流/直流变换装置5用于改变输出电压，调节市政电网系统的输入功率；交流/直流变换装置5用于将建筑全直流供电和分布式蓄电的供电系统的电能逆变成交流电，返送给市政电网系统；交流/直流变换装置5采用隔离方式将建筑全直流供电和分布式蓄电的供电系统连接，全直流供电和分布式蓄电的供电系统与市政电网不直接相连；交流/直流变换装置5在市政电网为直流电的供电形式时，能够切换为直流/直流变换模式。
第一充放电转换装置包括第一开关7、第二开关8、第一升压电路16和第一降压电路17；第一开关7一端与第一电压直流母线1连接，第一开关7另一端与第一升压电路16一端连接，第一升压电路16另一端与第一储能装置6连接；第二开关8一端与第一电压直流母线1连接，第二开关8另一端与第一降压电路17一端连接，第一降压电路17另一端与第一储能装置6连接；第一升压电路16为Boos升压电路；第一降压电路17为Buck降压电路。如果第一储能装置6电压低于第一电压直流母线1电压，充电时接第一降压电路17，放电时接第一升压电路16。如果第一储能装置6电压高于第一电压直流母线1电压，充电时接第一升压电路16，放电时接第一降压电路17。通过第一开关7、第二开关8、第一升压电路16和第一降压电路17的设置，能够实现可再生电力的充分消纳和市政电力消耗的移峰填谷。第一储能装置6为蓄电池。
第一电压直流母线1与第一用电设备9连接，用于对第一用电设备9供电。第一电压直流母线1电压等级与第一用电设备9电压等级对应。
第二直流/直流变换装置10的输入端与第一电压直流母线1连接，第二直流/直流变换装置10的输出端与第二电压直流母线11连接；第二直流/直流变换装置10用于改变直流电压，供应不同电压需求的用电设备。
第二充放电转换装置包括第三开关12、第四开关13、第二升压电路18和第二降压电路19；第三开关12一端与第二电压直流母线11连接，第三开关12另一端与第二升压电路18一端连接，第二升压电路18另一端与第二储能装置14连接；第四开关13一端与第二电压直流母线11连接，第四开关13另一端与第二降压电路19一端连接，第二降压电路19另一端与第二储能装置14连接。第二升压电路18为Boos升压电路；第二降压电路19为Buck降压电路。如果第二储能装置14电压低于第二电压直流母线11电压，充电时接第二降压电路19，放电时接第二升压电路18。如果第二储能装置14电压高于第二电压直流母线11电压，充电时接第二升压电路18，放电时接第二降压电路19。通过第三开关12、第四开关13、第二升压电路18和第二降压电路19的设置，能够实现可再生电力的充分消纳和市政电力消耗的移峰填谷。第二储能装置14为蓄电池。
第二电压直流母线11与第二用电设备15连接，用于对第二用电设备15供电；第二用电设备15的额定电压小于第一用电设备9的额定电压；第二电压直流母线11电压等级与第二用电设备15电压等级对应。
本发明提供的建筑全直流供电和蓄电系统实现了在建筑内直接供应直流电，节省每个用电设备的整流调压装置，节省硬件成本、消除交流直流变换带来的电力损失。此外，通过对蓄电池的充放电进行调节，能够充分利用光伏发电等可再生能源，弥补发电功率与用电功率的差异。在建筑中布置蓄电设备，不仅有利于充分消纳本地的可再生能源，而且有利于实现电力需求侧响应，对于提高电网的移峰填谷能力，消减尖峰负荷，降低电网的装机容量和投资成本，提高低谷期的电厂、电网的负载率，提高发电效率，减少能源浪费，具有重要的社会效益和巨大的经济价值。
实施例二
图2为本发明实施例中建筑全直流供电和蓄电系统结构连接图。如图2所示，一种建筑全直流供电和蓄电系统，包括：可再生能源发电装置2、市政电网系统4、第一直流/直流变换装置3、交流/直流变换装置5、第一电压直流母线1、第一储能装置6、第一充放电控制器20、第二直流/直流变换装置10、第二电压直流母线11、第二储能装置14、第二充放电控制器21。
第一直流/直流变换装置3的输入端与可再生能源发电装置2的输出端连接，第一直流/直流变换装置的输出端3与第一电压直流母线1连接；第一直流/直流变换装置3用于将可再生能源发电装置2产生的直流电压转换为第一电压直流母线电压。可再生能源发电装置2为光伏发电装置和风力发电装置中的一种或多种。
交流/直流变换装置5的输入端与市政电网系统4连接，交流/直流变换装置5的输出端与第一电压直流母线1连接；交流/直流变换装置5用于将市政电网系统产生的交流电转换为直流电，为直流用电设备提供电能；交流/直流变换装置5用于改变输出电压，调节市政电网系统的输入功率；交流/直流变换装置5用于将建筑全直流供电和分布式蓄电的供电系统的电能逆变成交流电，返送给市政电网系统；交流/直流变换装置5采用隔离方式将建筑全直流供电和分布式蓄电的供电系统连接，全直流供电和分布式蓄电的供电系统与市政电网不直接相连；交流/直流变换装置5在市政电网为直流电的供电形式时，能够切换为直流/直流变换模式。
第一电压直流母线1与第一用电设备9连接，用于对第一用电设备9供电。第一电压直流母线1电压等级与第一用电设备9电压等级对应。
第二直流/直流变换装置10的输入端与第一电压直流母线1连接，第二直流/直流变换装置10的输出端与第二电压直流母线11连接；第二直流/直流变换装置10用于改变直流电压，供应不同电压需求的用电设备。
第二电压直流母线11与第二用电设备15连接，用于对第二用电设备15供电；第二用电设备15的额定电压小于第一用电设备9的额定电压；第二电压直流母线11电压等级与第二用电设备15电压等级对应。
第一充放电控制器20一端与第一电压直流母线1连接，另一端与第一储能装置6连接；第一充放电控制器20用于控制第一储能装置6的充电与放电转换。第二充放电控制器21一端与第二电压直流母线11连接，另一端与第二储能装置14连接；第二充放电控制器21用于控制第二储能装置14的充电与放电转换。第一充放电控制器20和第二充放电控制器21通过双向升压/降压模块调节储能装置的充放电电压，进而改变储能装置的充放电功率。第一储能装置6和第二储能装置14均为蓄电池。
图3为本发明实施例中建筑全直流供电和蓄电系统控制方法流程图。如图3所示，一种建筑全直流供电和蓄电控制方法，包括：
步骤301：第一充放电控制器20获取市政电网系统的许可取电功率、可再生能源发电装置的发电功率和第一用电设备的用电功率。
步骤302：第一充放电控制器20根据市政电网系统的许可取电功率、可再生能源发电装置的发电功率和第一用电设备的用电功率计算第一储能装置的蓄放电功率。
根据公式Pb(t)＝Pg(t)+Ppv(t)-PL1(t)计算第一储能装置的蓄放电功率。
其中，Pb(t)是t时刻第一储能装置的蓄放电功率，Pg(t)是t时刻市政电网系统的许可取电功率；Ppv(t)是t时刻可再生能源发电装置的发电功率；PL1(t)是t时刻第一用电设备的用电功率。
步骤303：第一充放电控制器20根据第一储能装置的蓄放电功率调整第一储能装置的电流方向和大小，达到预设的建筑全直流供电和蓄电系统控制模式。
步骤304：第二充放电控制器21获取第二用电设备的用电功率。
步骤305：第二充放电控制器21根据市政电网系统的许可取电功率、可再生能源发电装置的发电功率、第一用电设备的用电功率和第二用电设备的用电功率计算第二储能装置的蓄放电功率。
根据公式Pb(t)＝Pg(t)+Ppv(t)-PL1(t)-PL2(t)计算第二储能装置的蓄放电功率；
其中，PL2(t)是t时刻第二用电设备的用电功率。
步骤306：第二充放电控制器21根据第二储能装置的蓄放电功率调整第二储能装置的电流方向和大小，达到预设的建筑全直流供电和蓄电系统控制模式。
步骤303和步骤306提到的预设的建筑全直流供电和蓄电系统控制模式包括：市政电网恒功率取电模式M1、电力需求响应模式M2和电费最小模式M3。
市政电网恒功率取电模式M1为市政电网系统取电功率恒定的模式。通过控制蓄电池的蓄电/放电功率，弥补用电负载的波动，使得从市政电网的取电功率恒定，实现电力移峰填谷、消除峰谷差。
市政电网恒功率取电模式M1中，蓄电池蓄电/放电功率的确定方法如下：
Pb(t)＝Pg+Ppv(t)-PL(t)
其中，Pb(t)是t时刻蓄电池蓄电/放电功率(kW)，正值表示蓄电，负值表示放电；Pg是从市政电网系统的取电功率(kW)；Ppv(t)是t时刻可再生能源发电装置的发电功率(kW)；PL(t)是t时刻用电设备的用电功率(kW)。
电力需求响应模式M2为改变市政电网系统取电功率，满足第一用电设备和第二用电设备的用电需求的模式。响应市政电网对需求侧用电功率的控制信号，改变从市政电网的取电功率，通过控制蓄电池的蓄电/放电功率，弥补市政电网取电功率的不足，满足负载用电需求。
电力需求响应模式M2中，蓄电池蓄电/放电功率的确定方法如下：
Pb(t)＝Pg+Ppv(t)-PL(t)
其中，Pb(t)是t时刻蓄电池蓄电/放电功率(kW)，正值表示蓄电，负值表示放电；Pg是从市政电网系统的取电功率(kW)；Ppv(t)是t时刻可再生能源发电装置的发电功率(kW)；PL(t)是t时刻用电设备的用电功率(kW)。
电费最小模式M3为在满足负载用电需求的基础上实现总电费最小的模式。根据峰谷分时电价，控制从市政电网的取电功率和蓄电池的蓄电/放电功率，满足负载用电需求的前提下，实现总电费最小的优化目标。
电费最小模式M3中，蓄电池蓄电/放电功率的确定方法如下：
其中，C是日累计电费(元)；p(t)是t时刻市政电网系统电价(元/kWh)；Pg(t)是t时刻的市政电网系统取电功率(kW)；PL(t)是t时刻用电设备的用电功率(kW)；Ppv(t)是t时刻可再生能源发电装置的发电功率(kW)；Qb是蓄电池容量；Pb(t)是t时刻蓄电池蓄电/放电功率(kW)，正值表示蓄电，负值表示放电。
其中，SCO(t)是t时刻的蓄电池荷电状态(kWh)；η是蓄电效率；Pg是从市政电网的取电功率；Ppv(ζ)是ζ时刻的可再生能源发电装置的发电功率(kW)；PL(ζ)是ζ时刻的用电设备的用电功率(kW)；i是一年中的日期,i＝1,2,…,365；t是一天中的时刻，t＝1,2,…,24。
本发明提供的建筑全直流供电和蓄电系统实现了在建筑内直接供应直流电，节省每个用电设备的整流调压装置，节省硬件成本、消除交流直流变换带来的电力损失。此外，通过对蓄电池的充放电进行调节，能够充分利用光伏发电等可再生能源，弥补发电功率与用电功率的差异。在建筑中布置蓄电设备，不仅有利于充分消纳本地的可再生能源，而且有利于实现电力需求侧响应，对于提高电网的移峰填谷能力，消减尖峰负荷，降低电网的装机容量和投资成本，提高低谷期的电厂、电网的负载率，提高发电效率，减少能源浪费，具有重要的社会效益和巨大的经济价值。
实施例三
图4为本发明实施例中建筑全直流供电和蓄电系统结构连接图。如图4所示，一种建筑全直流供电和蓄电系统，包括：可再生能源发电装置102、市政电网系统105、第一直流/直流变换装置103、交流/直流变换装置106、第一电压直流母线104、第一储能装置110、第一充放电控制器111、第二直流/直流变换装置108、第二电压直流母线107、第二储能装置118、第二充放电控制器119、第三电压直流母线115、第三直流/直流变换装置116、第三储能装置122、第三充放电控制器123。
第一直流/直流变换装置103的输入端与可再生能源发电装置102的输出端连接，第一直流/直流变换装置的输出端3与第一电压直流母线104连接；第一直流/直流变换装置103用于将可再生能源发电装置102产生的直流电压转换为第一电压直流母线电压。可再生能源发电装置102为光伏发电装置和风力发电装置中的一种或多种。
交流/直流变换装置106的输入端与市政电网系统105连接，交流/直流变换装置106的输出端与第一电压直流母线104连接；交流/直流变换装置106用于将市政电网系统产生的交流电转换为直流电，为直流用电设备提供电能；交流/直流变换装置106用于改变输出电压，调节市政电网系统的输入功率；交流/直流变换装置106用于将建筑全直流供电和分布式蓄电的供电系统的电能逆变成交流电，返送给市政电网系统；交流/直流变换装置106采用隔离方式将建筑全直流供电和分布式蓄电的供电系统连接，全直流供电和分布式蓄电的供电系统与市政电网不直接相连；交流/直流变换装置106在市政电网为直流电的供电形式时，能够切换为直流/直流变换模式。
第二直流/直流变换装置108的输入端与第一电压直流母线104连接，第二直流/直流变换装置108的输出端与第二电压直流母线107连接；第二直流/直流变换装置108用于改变直流电压，供应不同电压需求的用电设备。
第三直流/直流变换装置116的输入端与第一电压直流母线104连接，第三直流/直流变换装置116的输出端与第三电压直流母线115连接；第三直流/直流变换装置116用于改变直流电压，供应不同电压需求的用电设备。第二电压直流母线107电压等级与第三电压直流母线115电压等级相同。
第一充放电控制器111一端与第二电压直流母线107连接，另一端与第一储能装置110连接；第一充放电控制器111用于控制第一储能装置110的充电与放电转换。第二充放电控制器119一端与第三电压直流母线115连接，另一端与第二储能装置118连接；第二充放电控制器119用于控制第二储能装置118的充电与放电转换。第三充放电控制器123一端与第三电压直流母线115连接，另一端与第三储能装置122连接；第三充放电控制器123用于控制第三储能装置122的充电与放电转换。第一充放电控制器111、第二充放电控制器119和第三充放电控制器123通过双向升压/降压模块调节储能装置的充放电电压，进而改变储能装置的充放电功率。第一储能装置110、第二储能装置118和第三储能装置122均为蓄电池。
第二电压直流母线107分别与照明设备112、插座113和其他用电设备114连接，照明设备112、插座113、其他用电设备114、第一充放电控制器111和第一储能装置110设置在房间101内。
第三电压直流母线115与电梯120连接，电梯120、第二充放电控制器119和第二储能装置118设置在第一机房117内。
第三电压直流母线115还分别与制冷机124、水泵125连接，制冷机124、水泵125、第三充放电控制器123和第三储能装置122设置在第二机房121内。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种建筑全直流供电和蓄电系统，其特征在于，包括：
可再生能源发电装置、市政电网系统、第一直流/直流变换装置、交流/直流变换装置、第一电压直流母线、第一功率调节装置、第二直流/直流变换装置、第二电压直流母线和多个第二功率调节装置；
所述第一直流/直流变换装置的输入端与所述可再生能源发电装置的输出端连接，所述第一直流/直流变换装置的输出端与所述第一电压直流母线连接；所述第一直流/直流变换装置用于将所述可再生能源发电装置产生的直流电压转换为所述第一电压直流母线电压；
所述交流/直流变换装置的输入端与所述市政电网系统连接，所述交流/直流变换装置的输出端与所述第一电压直流母线连接；所述交流/直流变换装置用于将所述市政电网系统产生的交流电转换为直流电；
所述第一电压直流母线与第一用电设备连接，用于对所述第一用电设备供电；
所述第一功率调节装置与所述第一电压直流母线连接，所述第一功率调节装置用于调节所述可再生能源发电装置发电功率、所述市政电网系统供电功率与所述第一用电设备用电功率的平衡；所述第一功率调节装置包括第一储能装置和第一充放电转换装置；所述第一充放电转换装置一端与所述第一电压直流母线连接，另一端与所述第一储能装置连接；所述第一充放电转换装置用于控制所述第一储能装置的充电与放电转换；
所述第二直流/直流变换装置的输入端与所述第一电压直流母线连接，所述第二直流/直流变换装置的输出端与所述第二电压直流母线连接；所述第二直流/直流变换装置用于改变直流电压；
所述第二电压直流母线与第二用电设备连接，用于对所述第二用电设备供电；所述第二用电设备的额定电压小于所述第一用电设备的额定电压；
所述第二功率调节装置与所述第二电压直流母线连接，所述第二功率调节装置用于调节所述可再生能源发电装置发电功率、所述市政电网系统供电功率、所述第一用电设备用电功率和所述第二用电设备用电功率的平衡；所述第二功率调节装置包括第二储能装置和第二充放电转换装置；所述第二充放电转换装置的输入端与所述第二电压直流母线连接，所述第二充放电转换装置的输出端与所述第二储能装置连接；所述第二充放电转换装置用于控制所述第二储能装置的充电与放电转换；
其中，所述第一充放电转换装置包括第一开关、第二开关、第一升压电路和第一降压电路；所述第一开关一端与所述第一电压直流母线连接，所述第一开关另一端与所述第一升压电路一端连接，所述第一升压电路另一端与所述第一储能装置连接；所述第二开关一端与所述第一电压直流母线连接，所述第二开关另一端与所述第一降压电路一端连接，所述第一降压电路另一端与所述第一储能装置连接；
所述第二充放电转换装置包括第三开关、第四开关、第二升压电路和第二降压电路；所述第三开关一端与所述第二电压直流母线连接，所述第三开关另一端与所述第二升压电路一端连接，所述第二升压电路另一端与所述第二储能装置连接；所述第四开关一端与所述第二电压直流母线连接，所述第四开关另一端与所述第二降压电路一端连接，所述第二降压电路另一端与所述第二储能装置连接；
所述第一升压电路和所述第二升压电路均为Boos升压电路；所述第一降压电路和所述第二降压电路均为Buck降压电路；
所述第一功率调节装置为一个或多个；当所述第一功率调节装置为多个时，所述第一功率调节装置在建筑内部根据建筑空间以及所述第一用电设备的布置位置进行分散式布置；
所述第二功率调节装置为一个或多个；当所述第二功率调节装置为多个时，所述第二功率调节装置在建筑内部根据建筑空间以及所述第一用电设备的布置位置和所述第二用电设备的布置位置进行分散式布置；
所述可再生能源发电装置为光伏发电装置和风力发电装置中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的建筑全直流供电和蓄电系统，其特征在于，所述第一充放电转换装置和所述第二充放电转换装置均为充放电控制器。
3.根据权利要求1或2所述的建筑全直流供电和蓄电系统，其特征在于，所述第一储能装置和所述第二储能装置均为蓄电池。
4.一种建筑全直流供电和蓄电控制方法，其特征在于，包括：
获取市政电网系统的许可取电功率、可再生能源发电装置的发电功率和第一用电设备的用电功率；
根据所述市政电网系统的许可取电功率、所述可再生能源发电装置的发电功率和所述第一用电设备的用电功率计算第一储能装置的蓄放电功率；
根据所述第一储能装置的蓄放电功率调整所述第一储能装置的电流方向和大小，达到预设的建筑全直流供电和蓄电系统控制模式；
所述预设的建筑全直流供电和蓄电系统控制模式，具体包括：市政电网恒功率取电模式、电力需求响应模式和电费最小模式；
所述市政电网恒功率取电模式为所述市政电网系统取电功率恒定的模式；
所述电力需求响应模式为改变所述市政电网系统取电功率，满足所述第一用电设备和所述第二用电设备的用电需求的模式；
所述电费最小模式为在满足负载用电需求的基础上实现总电费最小的模式。
5.根据所述权利要求4所述的建筑全直流供电和蓄电控制方法，其特征在于，所述建筑全直流供电和蓄电控制方法，还包括：
获取第二用电设备的用电功率；
根据所述市政电网系统的许可取电功率、所述可再生能源发电装置的发电功率、所述第一用电设备的用电功率和所述第二用电设备的用电功率计算第二储能装置的蓄放电功率；
根据所述第二储能装置的蓄放电功率调整所述第二储能装置的电流方向和大小，达到预设的建筑全直流供电和蓄电系统控制模式。
6.根据所述权利要求5所述的建筑全直流供电和蓄电控制方法，其特征在于，
根据公式计算所述第一储能装置的蓄放电功率；
其中，Pb(t)是t时刻所述第一储能装置的蓄放电功率，Pg(t)是t时刻所述市政电网系统的许可取电功率；Ppv(t)是t时刻所述可再生能源发电装置的发电功率；PL1(t)是t时刻所述第一用电设备的用电功率；
根据公式计算所述第二储能装置的蓄放电功率；
其中，是t时刻所述第二储能装置的蓄放电功率，PL2(t)是t时刻所述第二用电设备的用电功率。
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