CN110768290B - 一种面向能源互联网的交直流混联配电网 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种面向能源互联网的交直流混联配电网，包括再生能源发电系统、配电网、A系统、B系统、云平台、移动终端、合环开关、合环检测装置、电表箱。本装置通过设置有漩涡涡轮机水力发电装置、太阳能发电装置、沼气发电装置以及风力涡轮机发电装置，借助这些再生能源发电系统，可以将产生的电压经过逆变控制器输送至配电网，一方面，多种新型能源并网可以在一定程度上缓解大城市整个供电系统的压力，另一方面，逆变控制器可以直接控制输出直流电提供给直流电器，交流电提供给交流电器，从而有效减少了能源互联网交直流转化的中间环节，降低了能源的损耗，提高了配用电经济性、供电可靠性以及运行灵活性。

Description

一种面向能源互联网的交直流混联配电网
技术领域
本发明涉及一种混连配电网技术领域，具体地说是一种面向能源互联网的交直流混联配电网。
背景技术
随着社会的高速不断发展，相比传统电网的局限性，能源互联网以清洁和绿色的方式出现在人们的视野中，其可以在兼容传统电网的基础上，充分、广泛且有效地利用分布式可再生能源，来满足用户多样化电力需求，且用户可以借助能源互联网以及移动终端对用电负载的自动运行以及运行过程实施监控，从而更加方便人们的生活。
但因可再生能源具有分散、生产不连续、随机性、波动性和不可控等特点,对于可再生能源的有效利用方式是分布式的“就地收集、就地存储、就地使用”，但在高渗透率情况下，分布式发电并网并不能从根本上实现对上一级电网的电能质量检查、故障检测、故障隔离等,也难于实现可再生能源的最大化利用,因此，只有实现可再生能源发电信息的共享,以信息流控制能量流,实现可再生能源所发电能的高效传输与共享,才能克服可再生能源的不稳定性,实现可再生能源的真正有效利用，此外，相比于能源互联网系统，传统电网在交直流的转化、逆变以及线路输送中存在较大的能量损耗，因其没有直接将交直流进行分开传输，从而不利于提高配用电过程中的经济性。
为研究如何改善整个供电系统的能源再生性、经济性以及共享性，本发明提供一种面向能源互联网的交直流混联配电网，该系统可以充分利用可再生能源来实现能源互联网的传输，并借助共享信息流来对整个配电网系统进行智能控制。
发明内容
本发明的目是充分利用云服务来对家内电器的情况来实施控制和检测以及实现合环操作的信息化、智能化，提供了一种基于云平台的交直流混连配电网及控制系统，其结构简单，设计合理。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
按照本发明提供的技术方案：一种面向能源互联网的交直流混联配电网，包括再生能源发电系统、配电网、A系统、B系统、云平台、移动终端、合环开关、合环检测装置、电表箱、第一分支模块、第二分支模块、第一整流器、第二整流器、第三整流器、第四整流器、第五整流器、第一直流斩波器、第二直流斩波器和第三直流斩波器，所述再生能源发电系统与配电网之间设置有逆变控制器，所述再生能源发电系统通过逆变控制器与配电网连接，所述配电网的输出端分别连接有A系统和B系统，所述A系统和B系统通过合环开关电性连接，所述A系统内包括有商业智能设备系统和家庭智能设备系统，所述家庭智能设备系统内设置有传统电器和直流电器，所述云平台的输入输出端分别设置有第一通信模块、第二通信模块和合环检测装置，所述云平台与合环检测装置电性连接，所述云平台通过第一通信模块连接有输入检测装置，所述输入检测装置连接于合环开关所在的线束上，所述云平台通过第二通信模块连接有移动终端，所述合环开关电性连接有驱动控制模块，所述驱动控制模块与第一通信模块电性连接。
作为本发明的进一步改进，所述A系统和B系统功能相同，所述A系统的输出端设置有400V交流母线，所述A系统的输出端与第一分支模块之间依次设置有电表箱和能源路由器，所述电表箱和能源路由器串联在400V交流母线上，所述第一分支模块的输出端设置有A端子和B端子，所述A端子连接375V交流母线，所述B端子连接220V交流母线，所述220V交流母线与A照明电器电性连接，所述220V交流母线通过第二整流器与A洗衣机电性连接，所述220V交流母线通过第三整流器与A冰箱电性连接，所述220V交流母线通过第四整流器与A空调电性连接，所述220V交流母线通过第五整流器和第一直流斩波器与A电子类产品电性连接，所述A端子和第二分支模块之间安装有第一整流器，所述第二分支模块的输出端设置有C端子和D端子，所述C端子连接第一375V直流母线，所述D端子连接第二375V直流母线，所述第一375V直流母线分别与分布式光伏产品、直流充电桩、楼宇电梯、中央空调以及分布式储能器电性连接，所述第二375V直流母线通过第二直流斩波器连接有110V直流母线，所述110V直流母线通过第三直流斩波器与B电子类产品电性连接，所述110V直流母线与B空调、B冰箱、B洗衣机、B照明电器以及储能器电性连接。
作为本发明的进一步改进，所述再生能源发电系统包括有漩涡涡轮机水力发电装置、太阳能发电装置、沼气发电装置以及风力涡轮机发电装置。
作为本发明的进一步改进，所述输入检测装置包括有电压互感器、电流互感器和A/D转换器，所述电流互感器和电压互感器分别与A/D转换器电性连接，所述电压互感器和电流互感器安装在合环开关两侧的线路上。
作为本发明的进一步改进，所述移动终端包括有手机、笔记本以及平板电脑。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1)本装置通过在合环开关的两侧设置有输入检测装置，输入检测装置可以实时检测合环开关线路上的电流和电压，并把检测结果进行模数转化，送至云平台，进行合环前、后的功率以及环流计算，并将计算后的结果输送给移动终端，从而借助移动终端可以了解合环前后的动态信息以及通过驱动控制模块对合环开关的开与合进行控制，实现远程的无线控制；
2)本装置通过设置有云平台、移动终端、商业智能设备系统以及家庭智能设备系统，借助于云平台，通过移动终端内的APP可以实现对商业智能设备系统以及家庭智能设备系统内负载启动、关闭的控制以及负载的运行过程的监控，从而彰显出更高端的智能家居系统；
3)除了配电网系统的正常供电外，本装置还包括有漩涡涡轮机水力发电装置、太阳能发电装置、沼气发电装置以及风力涡轮机发电装置，借助这些再生能源发电系统，可以将产生的电压经过逆变控制器输送至配电网，一方面，多种新型能源并网可以在一定程度上缓解大城市整个供电系统的压力，另一方面，逆变控制器可以直接控制输出直流电提供给直流电器，交流电提供给交流电器，从而有效减少了能源互联网交直流转化的中间环节，降低了能源的损耗，提高了配用电经济性、供电可靠性以及运行灵活性。
附图说明
图1为本发明的整体连接示意图。
图2为本发明的A系统连接示意图。
图3为本发明的控制系统连接示意图。
图中：1、再生能源发电系统；2、逆变控制器；3、配电网；4、A系统；5、合环开关；6、B系统；7、漩涡涡轮机水力发电装置；8、太阳能发电装置；9、沼气发电装置；10、风力涡轮机发电装置；11、电表箱；12、400V交流母线；13、能源路由器；14、第一分支模块；15、A端子；16、B端子；17、375V交流母线；18、第一整流器；19、第二分支模块；20、C端子；21、第一375V直流母线；22、商业智能设备系统；23、D端子；24、220V交流母线；25、第二375V直流母线；26、分布式光伏产品；27、直流充电桩；28、楼宇电梯；29、中央空调；30、分布式储能器；31、第二整流器；32、第三整流器；33、第四整流器；34、第二直流斩波器；35、110V直流母线；36、第五整流器；37、第三直流斩波器；38、第一直流斩波器；39、传统电器；40、直流电器；41、A照明电器；42、A洗衣机；43、A冰箱；44、A空调；45、A电子类产品；46、家庭智能设备系统；47、B电子类产品；48、B空调；49、B冰箱；50、B洗衣机；51、B照明电器；52、储能器；53、输入检测装置；54、第一通信模块；55、合环检测装置；56、云平台；57、第二通信模块；58、移动终端；59、驱动控制模块；60、A/D转换器；61、电压互感器；62、电流互感器。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1～3所示，一种面向能源互联网的交直流混联配电网，包括再生能源发电系统1、配电网3、A系统4、B系统6、云平台56、移动终端58、合环开关5、合环检测装置55、电表箱11、第一分支模块14、第二分支模块19、第一整流器18、第二整流器31、第三整流器32、第四整流器33、第五整流器36、第一直流斩波器38、第二直流斩波器34和第三直流斩波器37，所述再生能源发电系统1与配电网3之间设置有逆变控制器2，所述再生能源发电系统1通过逆变控制器2与配电网3连接，所述配电网3的输出端分别连接有A系统4和B系统6，所述A系统4和B系统6通过合环开关5电性连接，所述A系统4内包括有商业智能设备系统22和家庭智能设备系统46，所述家庭智能设备系统46内设置有传统电器39和直流电器40，所述云平台56的输入输出端分别设置有第一通信模块54、第二通信模块57和合环检测装置55，所述云平台56与合环检测装置55电性连接，所述云平台56通过第一通信模块54连接有输入检测装置53，所述输入检测装置53连接于合环开关5所在的线束上，所述云平台56通过第二通信模块57连接有移动终端58，所述合环开关5电性连接有驱动控制模块59，所述驱动控制模块59与第一通信模块54电性连接。
如图1～2所示，其中，所述A系统4和B系统6功能相同，所述A系统4的输出端设置有400V交流母线12，所述A系统4的输出端与第一分支模块14之间依次设置有电表箱11和能源路由器13，所述电表箱11和能源路由器13串联在400V交流母线12上，所述第一分支模块14的输出端设置有A端子15和B端子16，所述A端子15连接375V交流母线17，所述B端子16连接220V交流母线24，所述220V交流母线24与A照明电器41电性连接，所述220V交流母线24通过第二整流器31与A洗衣机42电性连接，所述220V交流母线24通过第三整流器32与A冰箱43电性连接，所述220V交流母线24通过第四整流器33与A空调44电性连接，所述220V交流母线24通过第五整流器36和第一直流斩波器38与A电子类产品45电性连接，所述A端子15和第二分支模块19之间安装有第一整流器18，所述第二分支模块19的输出端设置有C端子20和D端子23，所述C端子20连接第一375V直流母线21，所述D端子23连接第二375V直流母线25，所述第一375V直流母线21分别与分布式光伏产品26、直流充电桩27、楼宇电梯28、中央空调29以及分布式储能器30电性连接，所述第二375V直流母线25通过第二直流斩波器34连接有110V直流母线35，所述110V直流母线35通过第三直流斩波器37与B电子类产品47电性连接，所述110V直流母线35与B空调48、B冰箱49、B洗衣机50、B照明电器51以及储能器52电性连接，通过设置有云平台56、移动终端58、商业智能设备系统22以及家庭智能设备系统46，借助于云平台56，通过移动终端58内的APP可以实现对商业智能设备系统22以及家庭智能设备系统46内负载启动、关闭的控制以及负载的运行过程的监控。
如图1所示，其中，所述再生能源发电系统1包括有漩涡涡轮机水力发电装置7、太阳能发电装置8、沼气发电装置9以及风力涡轮机发电装置10，借助这些再生能源发电系统1，可以将产生的电压经过逆变控制器2输送至配电网3，从而可以在一定程度上缓解大城市整个供电系统的压力。
如图3所示，其中，所述输入检测装置53包括有电压互感器61、电流互感器62和A/D转换器60，所述电流互感器62和电压互感器61分别与A/D转换器60电性连接，所述电压互感器61和电流互感器62安装在合环开关5两侧的线路上，电压互感器61和电流互感器62的设置可以实时检测线路上的电流和电压，并把检测结果进行模数转化，送至云平台56。
如图3所示，其中，所述移动终端58包括有手机、笔记本以及平板电脑，手机、笔记本以及平板电脑的设置可以方便用户通过多种渠道来对整个系统进行监控。
需要说明的是，本发明为一种面向能源互联网的交直流混联配电网，整个系统工作时，通过在合环开关5的两侧设置有输入检测装置53，输入检测装置53的设置可以实时检测合环开关5两侧线路上的电流和电压，并把检测的结果通过A/D转换器60进行模数转化，送至云平台56，进行合环前、后的功率以及环流计算，并将计算后的结果输送给移动终端58，从而借助移动终端58可以了解合环前后的动态信息，实现了远程的无线控制，通过移动终端58、第二通信模块57、以及云平台56，可以借助驱动控制模块59对合环开关5的开启与关闭进行控制，无需人为操作，提高了操作者的人身安全；另一方面，本装置还包括有漩涡涡轮机水力发电装置7、太阳能发电装置8、沼气发电装置9以及风力涡轮机发电装置10，借助这些再生能源发电系统1，可以将产生的电压经过逆变控制器2输送至配电网3，多种新型能源并网可以在一定程度上缓解大城市整个供电系统的压力，并体现出能源互联网先进理念，且逆变控制器2可以直接控制输出直流电提供给直流电器，交流电提供给交流电器，从而有效减少了能源互联网交直流转化的中间环节，降低了能源的损耗，提高了配用电经济性、供电可靠性以及运行灵活性；此外，借助于云平台56，通过移动终端58内的APP可以实现对商业智能设备系统22以及家庭智能设备系统46内负载启动、关闭的控制以及负载的运行过程的监控，从而方便方便用户的日常生活，并彰显出更高端的智能家居系统。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种面向能源互联网的交直流混联配电网，包括再生能源发电系统(1)、配电网(3)、A系统(4)、B系统(6)、云平台(56)、移动终端(58)、合环开关(5)、合环检测装置(55)、电表箱(11)、第一分支模块(14)、第二分支模块(19)、第一整流器(18)、第二整流器(31)、第三整流器(32)、第四整流器(33)、第五整流器(36)、第一直流斩波器(38)、第二直流斩波器(34)和第三直流斩波器(37)，其特征在于，所述再生能源发电系统(1)与配电网(3)之间设置有逆变控制器(2)，所述再生能源发电系统(1)通过逆变控制器(2)与配电网(3)连接，所述配电网(3)的输出端分别连接有A系统(4)和B系统(6)，所述A系统(4)和B系统(6)通过合环开关(5)电性连接，所述A系统(4)内包括有商业智能设备系统(22)和家庭智能设备系统(46)，所述家庭智能设备系统(46)内设置有传统电器(39)和直流电器(40)，所述云平台(56)的输入输出端分别设置有第一通信模块(54)、第二通信模块(57)和合环检测装置(55)，所述云平台(56)与合环检测装置(55)电性连接，所述云平台(56)通过第一通信模块(54)连接有输入检测装置(53)，所述输入检测装置(53)连接于合环开关(5)所在的线束上，所述云平台(56)通过第二通信模块(57)连接有移动终端(58)，所述合环开关(5)电性连接有驱动控制模块(59)，所述驱动控制模块(59)与第一通信模块(54)电性连接，所述A系统(4)和B系统(6)功能相同，所述A系统(4)的输出端设置有400V交流母线(12)，所述A系统(4)的输出端与第一分支模块(14)之间依次设置有电表箱(11)和能源路由器(13)，所述电表箱(11)和能源路由器(13)串联在400V交流母线(12)上，所述第一分支模块(14)的输出端设置有A端子(15)和B端子(16)，所述A端子(15)连接375V交流母线(17)，所述B端子(16)连接220V交流母线(24)，所述220V交流母线(24)与A照明电器(41)电性连接，所述220V交流母线(24)通过第二整流器(31)与A洗衣机(42)电性连接，所述220V交流母线(24)通过第三整流器(32)与A冰箱(43)电性连接，所述220V交流母线(24)通过第四整流器(33)与A空调(44)电性连接，所述220V交流母线(24)通过第五整流器(36)和第一直流斩波器(38)与A电子类产品(45)电性连接，所述A端子(15)和第二分支模块(19)之间安装有第一整流器(18)，所述第二分支模块(19)的输出端设置有C端子(20)和D端子(23)，所述C端子(20)连接第一375V直流母线(21)，所述D端子(23)连接第二375V直流母线(25)，所述第一375V直流母线(21)分别与分布式光伏产品(26)、直流充电桩(27)、楼宇电梯(28)、中央空调(29)以及分布式储能器(30)电性连接，所述第二375V直流母线(25)通过第二直流斩波器(34)连接有110V直流母线(35)，所述110V直流母线(35)通过第三直流斩波器(37)与B电子类产品(47)电性连接，所述110V直流母线(35)与B空调(48)、B冰箱(49)、B洗衣机(50)、B照明电器(51)以及储能器(52)电性连接，所述再生能源发电系统(1)包括有漩涡涡轮机水力发电装置(7)、太阳能发电装置(8)、沼气发电装置(9)以及风力涡轮机发电装置(10)，所述输入检测装置(53)包括有电压互感器(61)、电流互感器(62)和A/D转换器(60)，所述电流互感器(62)和电压互感器(61)分别与A/D转换器(60)电性连接，所述电压互感器(61)和电流互感器(62)安装在合环开关(5)两侧的线路上。
2.根据权利要求1所述的一种面向能源互联网的交直流混联配电网，其特征在于：所述移动终端(58)包括有手机、笔记本以及平板电脑。
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