CN111953021A - 一种具备安全防护功能的微电网系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及微电网系统技术领域，具体为一种具备安全防护功能的微电网系统，包括储能装置、分布式能源以及发电机组，储能装置、分布式能源以及发电机组内的电能均能够转换为大量供用户使用的电流汇集在负荷机构内，负荷机构包括公共电网，储能装置、分布式能源以及发电机组所转换出的电流均聚集在交流母线上，交流母线与公共电网网口的连接处设置有并网点，交流母线的一端设有自动投切控制器一，交流母线的另一端设有自动投切控制器二，本发明通过自动投切控制器一以及自动投切控制器二，对常规电源及备用电源进行投切，在关闭公共电网内的电流时，同时将储能装置、分布式能源及发电机组的电源打开，对用户进行供电，以便使用。

Description

一种具备安全防护功能的微电网系统
技术领域
本发明涉及微电网系统技术领域，具体为一种具备安全防护功能的微电网系统。
背景技术
微电网也译为微网，是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统。微电网的提出旨在实现分布式电源的灵活、高效应用，解决数量庞大、形式多样的分布式电源并网问题。开发和延伸微电网能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，实现对负荷多种能源形式的高可靠供给，是实现主动式配电网的一种有效方式，使传统电网向智能电网过渡。目前微电网系统的成本较高且安全性较低，在电压超出时不能立即断电，容易造成不良后果，鉴于此，我们提出一种具备安全防护功能的微电网系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具备安全防护功能的微电网系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种具备安全防护功能的微电网系统，包括储能装置、分布式能源以及发电机组，所述储能装置、所述分布式能源以及所述发电机组均和负荷机构之间连接，所述负荷机构包括公共电网，所述储能装置、所述分布式能源以及所述发电机组所转换出的电流均聚集在交流母线上，所述交流母线与所述公共电网网口的连接处设置有并网点，所述交流母线的一端设有自动投切控制器一，所述交流母线的另一端设有自动投切控制器二，所述负荷机构设有工业负荷、居民负荷、用电设备以及商业大楼。
优选的，所述自动投切控制器一以及自动投切控制器二在所述交流母线中的电流超过最大额定电压时将自动切断所述公共电网的电源，同时切入所述储能装置、所述分布式能源以及所述发电机组所转换的电源。
优选的，所述交流母线的常规电流为240-400V。
优选的，所述储能装置包括蓄电池组以及设在所述蓄电池组一侧的超级电容。
优选的，所述蓄电池组经过双向储能变流器一以及双向储能变流器产生大量的交流电，所述超级电容由电容控制器进行控制，所述蓄电池组以及所述超级电容所产生的电流汇集到所述交流母线上。
优选的，所述分布式能源包括风力发电机构以及光伏发电机构。
优选的，所述风力发电机构的电能通过风机控制器转换为交流电通过所述交流母线供工业负荷使用，所述光伏发电机构主要结构为光伏电池板，且通过并网逆变器对所述光伏发电机构内的电能进行转换。
优选的，所述交流母线的中间位置安装有微网中央控制器。
优选的，所述微网中央控制器的一端设有发电机组，所述发电机组包括靠近所述微网中央控制器的燃气电池、以及设在所述燃气电池一侧的柴油发电机以及设在所述柴油发电机一侧的微型燃气轮组。
优选的，所述燃气电池、所述柴油发电机以及所述微型燃气轮组产生的电能分别通过储能控制器、控制柜以及燃气轮组控制器想转换，转换后的交流电与所述交流母线电性连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果：该具备安全防护功能的微电网系统通过自动投切控制器一以及自动投切控制器二，对常规电源及备用电源进行投切，在关闭公共电网内的电流时，同时将储能装置、分布式能源及发电机组的电源打开，对用户进行供电，以便使用；通过储能装置、分布式能源及发电机组进行电能转换，将其转换为可供用户使用的交流电，便于将可再生能源接入电网，满足人类对能源的需求。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明中负荷机构的结构示意图；
图3为本发明中储能装置的结构示意图；
图4为本发明中分布式能源的结构示意图；
图5为本发明中发电机组的结构示意图。
图中：1、储能装置；11、蓄电池组；111、双向储能变流器一；112、双向储能变流器二；12、超级电容；121、电容控制器；2、分布式能源；21、风力发电机构；211、风机控制器；22、光伏发电机构；221、并网逆变器；3、发电机组；31、微型燃气轮组；311、燃气轮组控制器；32、柴油发电机；321、控制柜；33、燃气电池；331、储能控制器；4、负荷机构；41、公共电网；42、并网点；43、交流母线；44、自动投切控制器一；45、自动投切控制器二；5、微网中央控制器。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：
一种具备安全防护功能的微电网系统，包括储能装置1、分布式能源2以及发电机组3，储能装置1、分布式能源2以及发电机组3均和负荷机构4之间连接，负荷机构4包括公共电网41，储能装置1、分布式能源2以及发电机组3所转换出的电流均聚集在交流母线43上，交流母线43与公共电网41网口的连接处设置有并网点42，交流母线43的一端设有自动投切控制器一44，交流母线43的另一端设有自动投切控制器二45，负荷机构4设有工业负荷、居民负荷、用电设备以及商业大楼。
在本实施例中，自动投切控制器一44以及自动投切控制器二45在交流母线43中的电流超过最大额定电压时将自动切断公共电网41的电源，同时切入储能装置1、分布式能源2以及发电机组3所转换的电源，对电源进行自动投切，避免在公共电网41电压过大时，导致用户正在使用的机械烧毁，造成经济损失，且在断电后用户没有电用，较为不便。
值得注意的还是，交流母线43的常规电压为240-400V，较为实用，且安全性较高。
除此之外，储能装置1包括蓄电池组11以及设在蓄电池组11一侧的超级电容12，对用户进行供电，实现电源的灵活、高效应用。
具体的，蓄电池组11经过双向储能变流器一111以及双向储能变流器二112产生大量的交流电，超级电容12由电容控制器121进行控制，蓄电池组11以及超级电容12所产生的电流汇集到交流母线43上，双向储能变流器一111、双向储能变流器二112及电容控制器121能够对蓄电池组11及超级电容12内的电源进行转换，便于用户使用。
进一步的，分布式能源2包括风力发电机构21以及光伏发电机构22，促进分布式电源与可再生能源的大规模接入。
再进一步的，风力发电机构21的电能通过风机控制器211转换为交流电通过交流母线43供工业负荷使用，光伏发电机构22主要结构为光伏电池板，且通过并网逆变器221对光伏发电机构22内的电能进行转换，风力发电机构21与光伏发电机构22均为可再生能源，通过风机控制器211及并网逆变器221将能源转换为电能，实现对负荷多种能源形式的高可靠供给。
进一步的，交流母线43的中间位置安装有微网中央控制器5，微网中央控制器5为用户侧微电网的并网接入提供了低成本高效率的解决方案，对推动用户侧光储微电网的大规模应用具有重要意义。
再进一步的，微网中央控制器5的一端设有发电机组3，发电机组3包括靠近微网中央控制器5的燃气电池33、以及设在燃气电池33一侧的柴油发电机32以及设在柴油发电机32一侧的微型燃气轮组31，对用户进行供电。
在本实施例中，燃气电池33、柴油发电机32以及微型燃气轮组31产生的电能分别通过储能控制器331、控制柜321以及燃气轮组控制器311想转换，转换后的交流电与交流母线43电性连接，便于电能的转换，方便用户使用，充分发挥电能，有利于就地分散利用以及提高用户供电可靠性。
本实施例的具备安全防护功能的微电网系统在使用时，将微电网系统整体接通电源，公共电网41的网口经过并网点42将电流输送到交流母线43上，对工业负荷、居民负荷、用电设备及商业大楼进行供电，在额定电压超出时，自动投切控制器一44及自动投切控制器二45将公共电网41的网口电源切断，避免意外的发生，同时自动投切控制器一44及自动投切控制器二45将储能装置1、分布式能源2及发电机组3的电源切入，对用户进行供电，储能装置1内的蓄电池组11及超级电容12内存储有大量的电源，可供用户使用，分布式能源2中的风力发电机构21及光伏发电机构22均为可再生能源，有利于就地分散利用以及提高用户供电可靠性，发电机组3内的微型燃气轮组31、柴油发电机32及燃气电池主要靠燃气和柴油进行发电，作为家庭应急电源及野外出行电源的优质选择，轻量便携，便于使用。
以上显示和描述了本发明的基本原理、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仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，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 (10)

1.一种具备安全防护功能的微电网系统，包括储能装置(1)、分布式能源(2)以及发电机组(3)，其特征在于：所述储能装置(1)、所述分布式能源(2)以及所述发电机组(3)均和负荷机构(4)之间连接，所述负荷机构(4)包括公共电网(41)，所述储能装置(1)、所述分布式能源(2)以及所述发电机组(3)所转换出的电流均聚集在交流母线(43)上，所述交流母线(43)与所述公共电网(41)网口的连接处设置有并网点(42)，所述交流母线(43)的一端设有自动投切控制器一(44)，所述交流母线(43)的另一端设有自动投切控制器二(45)，所述负荷机构(4)设有工业负荷、居民负荷、用电设备以及商业大楼。
2.根据权利要求1所述的具备安全防护功能的微电网系统，其特征在于：所述自动投切控制器一(44)以及自动投切控制器二(45)在所述交流母线(43)中的电流超过最大额定电压时将自动切断所述公共电网(41)的电源，同时切入所述储能装置(1)、所述分布式能源(2)以及所述发电机组(3)所转换的电源。
3.根据权利要求1所述的具备安全防护功能的微电网系统，其特征在于：所述交流母线(43)的常规电流为240-400V。
4.根据权利要求1所述的具备安全防护功能的微电网系统，其特征在于：所述储能装置(1)包括蓄电池组(11)以及设在所述蓄电池组(11)一侧的超级电容(12)。
5.根据权利要求4所述的具备安全防护功能的微电网系统，其特征在于：所述蓄电池组(11)经过双向储能变流器一(111)以及双向储能变流器二(112)产生大量的交流电，所述超级电容(12)由电容控制器(121)进行控制，所述蓄电池组(11)以及所述超级电容(12)所产生的电流汇集到所述交流母线(43)上。
6.根据权利要求1所述的具备安全防护功能的微电网系统，其特征在于：所述分布式能源(2)包括风力发电机构(21)以及光伏发电机构(22)。
7.根据权利要求6所述的具备安全防护功能的微电网系统，其特征在于：所述风力发电机构(21)的电能通过风机控制器(211)转换为交流电通过所述交流母线(43)供工业负荷使用，所述光伏发电机构(22)主要结构为光伏电池板，且通过并网逆变器(221)对所述光伏发电机构(22)内的电能进行转换。
8.根据权利要求1所述的具备安全防护功能的微电网系统，其特征在于：所述交流母线(43)的中间位置安装有微网中央控制器(5)。
9.根据权利要求8所述的具备安全防护功能的微电网系统，其特征在于：所述微网中央控制器(5)的一端设有发电机组(3)，所述发电机组(3)包括靠近所述微网中央控制器(5)的燃气电池(33)、以及设在所述燃气电池(33)一侧的柴油发电机(32)以及设在所述柴油发电机(32)一侧的微型燃气轮组(31)。
10.根据权利要求9所述的具备安全防护功能的微电网系统，其特征在于：所述燃气电池(33)、所述柴油发电机(32)以及所述微型燃气轮组(31)产生的电能分别通过储能控制器(331)、控制柜(321)以及燃气轮组控制器(311)想转换，转换后的交流电与所述交流母线(43)电性连接。
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