CN110138075A - 高兼容性交直流混合配电系统 - Google Patents

高兼容性交直流混合配电系统 Download PDF

Info

Publication number
CN110138075A
CN110138075A CN201910284280.6A CN201910284280A CN110138075A CN 110138075 A CN110138075 A CN 110138075A CN 201910284280 A CN201910284280 A CN 201910284280A CN 110138075 A CN110138075 A CN 110138075A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bus
alternating current
power supply
converter
load
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910284280.6A
Other languages
English (en)
Inventor
李秋实
汤向华
李忠
严建海
陈文波
侯丽钢
王思怡
石金波
王�华
沈凌男
张旭
姜清哲
单逸
方焮柠
王爽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing State Secretary Dc Distribution Technology Co Ltd
Nantong Power Supply Co of State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
Original Assignee
Nanjing State Secretary Dc Distribution Technology Co Ltd
Nantong Power Supply Co of State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing State Secretary Dc Distribution Technology Co Ltd, Nantong Power Supply Co of State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd filed Critical Nanjing State Secretary Dc Distribution Technology Co Ltd
Priority to CN201910284280.6A priority Critical patent/CN110138075A/zh
Publication of CN110138075A publication Critical patent/CN110138075A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H02J3/385
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J5/00Circuit arrangements for transfer of electric power between ac networks and dc networks
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/062Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for AC powered loads
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高兼容性交直流混合配电系统,其特征是:整流变换器、光伏变换器、以及储能单元双向变换器通过并联连接在600V直流母线上,600V直流母线通过降压变换器与220V直流母线连接,并给系统内诸如直流中央空调供电,220V直流母线通过隔离变换器为直流负荷供电,常规交流负荷则根据实际情况连接在380VAC或220VAC交流供电母线上,对于类似于变频器或者数据中心电脑的敏感性负荷,则通过相应的三相或单项不间断电源UPS进行供电。本发明工作效果好。

Description

高兼容性交直流混合配电系统
技术领域
本发明涉及一种兼容性交直流混合配电系统。
背景技术
分布式发电可实现可再生能源的有效利用,与环境兼容性好,然而分布式发电又具有随机性强、可控性差的特点,微网则提供了一种解决这一矛盾的有效途径。传统意义上的微网分为交流微网、直流微网以及交直流混合微网,交流微网和直流微网在实际的应用过程中会存在大量使用电力电子变换器的弊端,而交直流混合微网由于具有交流和直流两类母线,若再配合适宜的电压等级和结构设计,则可大大减少对于电力电子变换器的需求,并实现对于目前几乎所有常规负荷的兼容供电。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工作效果好的高兼容性交直流混合配电系统。
本发明的技术解决方案是:
一种高兼容性交直流混合配电系统,其特征是:整流变换器、光伏变换器、以及储能单元双向变换器通过并联连接在600V直流母线上,600V直流母线通过降压变换器与220V直流母线连接,并给系统内诸如直流中央空调供电, 220V直流母线通过隔离变换器为直流负荷供电,常规交流负荷则根据实际情况连接在380VAC或220VAC交流供电母线上,对于类似于变频器或者数据中心电脑的敏感性负荷,则通过相应的三相或单项不间断电源UPS进行供电。
直流侧和交流侧通过AC/DC整流变换器连接,实现交流侧向直流侧的整流供电,整流采用维也纳整流变换器。
光伏变换器采用最大功率点跟踪控制方法配合BOOST升压电路,完成光伏组件的发电升压。
储能双向变换器分别接于蓄电池组和直流母线之间,实现对蓄电池组的充放电管理控制,推挽移相全桥双向 DC/DC变换器内部有高频隔离变压器、隔直电容、谐振电感、滤波电感、滤波电容、MOS管以及其寄生二极管和寄生电容,高频变压器实现原副边的电气隔离,同时实现直流母线和蓄电池组的电气隔离,即直流母线的接地故障不能传递到蓄电池一侧,蓄电池组一侧的接地故障也不能传递到直流母线一侧。
600V直流母线通过降压变换器与220V直流母线相连接,降压变换器采用BUCK降压拓扑,通过控制开关器件的占空比调节输出电压;220V直流母线上主要挂接楼宇内常用的办公负荷及一些小型家用电器。
对于中大功率交流敏感负荷,采用三相全桥型不间断电源,三相不间断电源的直流侧接600V DC母线,交流侧通过静态开关和断路器接三相交流电,正常情况下三相交流电通过隔离变压器流向负荷,系统实时监测三相交流电的频率、相位及幅值,一旦市电发生断电或暂降,则电源的直流侧通过逆变电路逆变成交流给负荷供电,整个过程的切换时间<5ms,从而保证负荷的不间断供电。
对于小功率交流敏感负荷,则采用单相全桥型不间断电源,单相全桥不间断电源的交流侧接单相交流电,直流侧接直流220VDC母线;正常情况下交流电经过整流-逆变,并通过隔离变压器输出给负载使用,当市电发生断电或暂降,则电源的直流侧通过逆变电路逆变成交流给负荷供电,切换过程0ms,保证负荷的不间断供电。
本发明采用600VDC和220VDC两级直流电压等级以及380VAC、220VAC两级交流电压等级,满足系统内几乎所有办公和生活必备负荷的供电需求,并有效利用分布式光伏,节约电能;
三路电源实现了系统的冗余供电,任一电源丢失都不会造成系统的停运,极大提高了系统的供电可靠性;
对于对供电可靠性要求较高的敏感负荷,采用不间断电源UPS供电,与传统采用储能作为后备的方式不同,系统内的UPS直流侧直接连接对应电压等级直流母线,提高了UPS电源的可控性;
光伏变换器集成最大功率点跟踪(MPPT)和DC/DC变换功能,简化了传统的两级实现(一级实现MPPT跟踪,一级实现电力电子变换)方案,使得光伏变换模块更加经济、紧凑,其拓扑如图2所示;
系统内所有变换器具备热插拔功能,通过标准柜体可实现系统容量的实时组合,系统结构紧凑的同时,灵活度高;
所有电力电子变换器均采用智能化设计,具有完备的保护和通信功能,其中通信采用485接口或以太网接口的标准Modbus协议。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是高兼容性交直流混合配电系统拓扑图。
图2是整流变换器拓扑图。
图3是光伏升压变换器拓扑图。
图4是储能双向DC/DC变换器拓扑图。
图5是降压变换器拓扑图。
图6是三相UPS拓扑图。
图7是单相UPS拓扑图。
具体实施方式
一种高兼容性交直流混合配电系统,整流变换器、光伏变换器、以及储能单元双向变换器通过并联连接在600V直流母线上,600V直流母线通过降压变换器与220V直流母线连接,并给系统内诸如直流中央空调供电, 220V直流母线通过隔离变换器为直流负荷供电,常规交流负荷则根据实际情况连接在380VAC或220VAC交流供电母线上,对于类似于变频器或者数据中心电脑的敏感性负荷,则通过相应的三相或单项不间断电源UPS进行供电。
直流侧和交流侧通过AC/DC整流变换器连接,实现交流侧向直流侧的整流供电,整流采用维也纳整流变换器。
光伏变换器采用最大功率点跟踪控制方法配合BOOST升压电路,完成光伏组件的发电升压。
储能双向变换器分别接于蓄电池组和直流母线之间,实现对蓄电池组的充放电管理控制,推挽移相全桥双向 DC/DC变换器内部有高频隔离变压器、隔直电容、谐振电感、滤波电感、滤波电容、MOS管以及其寄生二极管和寄生电容,高频变压器实现原副边的电气隔离,同时实现直流母线和蓄电池组的电气隔离,即直流母线的接地故障不能传递到蓄电池一侧,蓄电池组一侧的接地故障也不能传递到直流母线一侧。
600V直流母线通过降压变换器与220V直流母线相连接,降压变换器采用BUCK降压拓扑,通过控制开关器件的占空比调节输出电压;220V直流母线上主要挂接楼宇内常用的办公负荷及一些小型家用电器。
对于中大功率交流敏感负荷,采用三相全桥型不间断电源,三相不间断电源的直流侧接600V DC母线,交流侧通过静态开关和断路器接三相交流电,正常情况下三相交流电通过隔离变压器流向负荷,系统实时监测三相交流电的频率、相位及幅值,一旦市电发生断电或暂降,则电源的直流侧通过逆变电路逆变成交流给负荷供电,整个过程的切换时间<5ms,从而保证负荷的不间断供电。
对于小功率交流敏感负荷,则采用单相全桥型不间断电源,单相全桥不间断电源的交流侧接单相交流电,直流侧接直流220VDC母线;正常情况下交流电经过整流-逆变,并通过隔离变压器输出给负载使用,当市电发生断电或暂降,则电源的直流侧通过逆变电路逆变成交流给负荷供电,切换过程0ms,保证负荷的不间断供电。

Claims (7)

1.一种高兼容性交直流混合配电系统,其特征是:整流变换器、光伏变换器、以及储能单元双向变换器通过并联连接在600V直流母线上,600V直流母线通过降压变换器与220V直流母线连接,并给系统内诸如直流中央空调供电, 220V直流母线通过隔离变换器为直流负荷供电,常规交流负荷则根据实际情况连接在380VAC或220VAC交流供电母线上,对于类似于变频器或者数据中心电脑的敏感性负荷,则通过相应的三相或单项不间断电源UPS进行供电。
2.根据权利要求1所述的高兼容性交直流混合配电系统,其特征是:直流侧和交流侧通过AC/DC整流变换器连接,实现交流侧向直流侧的整流供电,整流采用维也纳整流变换器。
3.根据权利要求1所述的高兼容性交直流混合配电系统,其特征是:光伏变换器采用最大功率点跟踪控制方法配合BOOST升压电路,完成光伏组件的发电升压。
4. 根据权利要求1所述的高兼容性交直流混合配电系统,其特征是:储能双向变换器分别接于蓄电池组和直流母线之间,实现对蓄电池组的充放电管理控制,推挽移相全桥双向 DC/DC变换器内部有高频隔离变压器、隔直电容、谐振电感、滤波电感、滤波电容、MOS管以及其寄生二极管和寄生电容,高频变压器实现原副边的电气隔离,同时实现直流母线和蓄电池组的电气隔离,即直流母线的接地故障不能传递到蓄电池一侧,蓄电池组一侧的接地故障也不能传递到直流母线一侧。
5.根据权利要求1所述的高兼容性交直流混合配电系统,其特征是:600V直流母线通过降压变换器与220V直流母线相连接,降压变换器采用BUCK降压拓扑,通过控制开关器件的占空比调节输出电压;220V直流母线上主要挂接楼宇内常用的办公负荷及一些小型家用电器。
6. 根据权利要求1所述的高兼容性交直流混合配电系统,其特征是:对于中大功率交流敏感负荷,采用三相全桥型不间断电源,三相不间断电源的直流侧接600V DC母线,交流侧通过静态开关和断路器接三相交流电,正常情况下三相交流电通过隔离变压器流向负荷,系统实时监测三相交流电的频率、相位及幅值,一旦市电发生断电或暂降,则电源的直流侧通过逆变电路逆变成交流给负荷供电,整个过程的切换时间<5ms,从而保证负荷的不间断供电。
7.根据权利要求1所述的高兼容性交直流混合配电系统,其特征是:对于小功率交流敏感负荷,则采用单相全桥型不间断电源,单相全桥不间断电源的交流侧接单相交流电,直流侧接直流220VDC母线;正常情况下交流电经过整流-逆变,并通过隔离变压器输出给负载使用,当市电发生断电或暂降,则电源的直流侧通过逆变电路逆变成交流给负荷供电,切换过程0ms,保证负荷的不间断供电。
CN201910284280.6A 2019-04-10 2019-04-10 高兼容性交直流混合配电系统 Pending CN110138075A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910284280.6A CN110138075A (zh) 2019-04-10 2019-04-10 高兼容性交直流混合配电系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910284280.6A CN110138075A (zh) 2019-04-10 2019-04-10 高兼容性交直流混合配电系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110138075A true CN110138075A (zh) 2019-08-16

Family

ID=67569724

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910284280.6A Pending CN110138075A (zh) 2019-04-10 2019-04-10 高兼容性交直流混合配电系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110138075A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111244941A (zh) * 2020-01-19 2020-06-05 国网河北省电力有限公司衡水供电分公司 能源消纳系统
CN112117753A (zh) * 2020-09-25 2020-12-22 江苏方天电力技术有限公司 一种基于直流母线的模块化数据中心系统
CN112636355A (zh) * 2020-12-11 2021-04-09 深圳供电局有限公司 交直流混合供电系统及交直流混合供电方法
CN113258620A (zh) * 2021-06-24 2021-08-13 全球能源互联网研究院有限公司 一种交直流供电系统
CN113541212A (zh) * 2021-07-15 2021-10-22 广东电网有限责任公司 面向交直流混合供电方式的定制电力系统及其控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006109627A (ja) * 2004-10-06 2006-04-20 Mitsubishi Electric Corp 無瞬断電源装置
CN106602887A (zh) * 2015-10-14 2017-04-26 福建省湄洲湾职业技术学校 单相交流逆变三相交流的逆变器
CN206850452U (zh) * 2017-06-12 2018-01-05 国网江苏省电力公司无锡供电公司 变电站交直流混合微网站用电系统
CN109193842A (zh) * 2018-09-25 2019-01-11 南京国臣信息自动化技术有限公司 一种直流双向变换装置对蓄电池充放电的控制方法
CN209626973U (zh) * 2019-04-10 2019-11-12 国网江苏省电力有限公司南通供电分公司 高兼容性交直流混合配电系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006109627A (ja) * 2004-10-06 2006-04-20 Mitsubishi Electric Corp 無瞬断電源装置
CN106602887A (zh) * 2015-10-14 2017-04-26 福建省湄洲湾职业技术学校 单相交流逆变三相交流的逆变器
CN206850452U (zh) * 2017-06-12 2018-01-05 国网江苏省电力公司无锡供电公司 变电站交直流混合微网站用电系统
CN109193842A (zh) * 2018-09-25 2019-01-11 南京国臣信息自动化技术有限公司 一种直流双向变换装置对蓄电池充放电的控制方法
CN209626973U (zh) * 2019-04-10 2019-11-12 国网江苏省电力有限公司南通供电分公司 高兼容性交直流混合配电系统

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
QIUSHI LI等: "Demonstration and Application of AC/DC Hybrid Power Supply System in Building", 《2018 2ND IEEE CONFERENCE ON ENERGY INTERNET AND ENERGY SYSTEM INTEGRATION (EI2)》 *
李忠等: "楼宇低压直流配电系统示范应用", 《供用电》 *
李洁等: "《电力电子技术 第2版》", 28 February 2019 *
李鹏程主编: "《电动汽车充电管理云平台与智能充电技术》", 31 December 2017 *
陈学锋主编: "《电源技术基础》", 31 August 2011 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111244941A (zh) * 2020-01-19 2020-06-05 国网河北省电力有限公司衡水供电分公司 能源消纳系统
CN112117753A (zh) * 2020-09-25 2020-12-22 江苏方天电力技术有限公司 一种基于直流母线的模块化数据中心系统
CN112636355A (zh) * 2020-12-11 2021-04-09 深圳供电局有限公司 交直流混合供电系统及交直流混合供电方法
CN112636355B (zh) * 2020-12-11 2023-08-25 深圳供电局有限公司 交直流混合供电系统及交直流混合供电方法
CN113258620A (zh) * 2021-06-24 2021-08-13 全球能源互联网研究院有限公司 一种交直流供电系统
CN113541212A (zh) * 2021-07-15 2021-10-22 广东电网有限责任公司 面向交直流混合供电方式的定制电力系统及其控制方法
CN113541212B (zh) * 2021-07-15 2023-09-05 广东电网有限责任公司 面向交直流混合供电方式的定制电力系统及其控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110138075A (zh) 高兼容性交直流混合配电系统
CN103427430B (zh) 一种混合储能系统在微网中的能量管理方法
CN106712091B (zh) 直交流混合微电网系统及其控制策略
CN203071836U (zh) 一种混合微电网系统及其交直流耦合器
CN103715746A (zh) 一种ups及其dc/dc电路
CN101166001A (zh) 有源双向电力调节器
CN107579591B (zh) 一种交流电源供电的备电系统
CN209805420U (zh) 一种高兼容性楼宇直流配电系统
CN210111623U (zh) 一种面向小型微电网的能量路由器
CN108683247A (zh) 一种混合燃料电池和超级电容器的不间断供电系统及方法
CN108347067A (zh) 一种含有电池储能和发电机的微网架构和控制方法
CN203278632U (zh) 不断电电源供应器
Burlaka et al. Bidirectional single stage isolated DC-AC converter
CN103001313B (zh) 一种离线式不间断电源系统
CN209626973U (zh) 高兼容性交直流混合配电系统
Zhao et al. The hierarchical energy management control for residential energy harvesting system
CN205791773U (zh) 不断电电源供应系统
CN103715763A (zh) 提供idc机房节能供电的系统
US20220320884A1 (en) Bidirectional portable energy storage power supply without adapter
CN113725928B (zh) 户用交直流混合双向电能交互能量路由器及能量调度方法
CN214590546U (zh) 一种用于智能断路器的多模组合取电供能模块
CN103187746B (zh) 一种不间断电源拓扑
CN106230297B (zh) 一种多功能智能双向换流器
CN201041956Y (zh) 一种高压装置中控制回路的供电电路
CN211859616U (zh) 一种储能充电一体化系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190816

RJ01 Rejection of invention patent application after publication