CN112564081A - 一种直流综合微电网系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种直流综合微电网系统及其控制方法，所述直流综合微电网系统包括多个通过直流传输母线依次连接的直流微网系统，每个直流微网系统包括搭载于直流母线上的光伏发电系统、储能系统及双向连接系统，所述直流母线上的电压为第一电压，所述直流传输母线上的电压为第二电压，所述双向连接系统，用于将直流母线的第一电压转换为直流传输母线的第二电压或者将所述直流传输母线的第二电压转换为所述直流母线的第一电压，从而实现两个相邻的直流微网系统之间的能量双向流动。采用本发明的技术方案，可以为在高速公路两旁建设的5G通讯基站进行供电。
Description
技术领域
本发明涉及供电领域，尤其涉及一种直流综合微电网系统及控制方法。
背景技术
直流微网以直流电的形式传输，能高效地利用新能源发电量，将其价值与效益发挥到最大限度，同时其相对交流微网具有更加灵活的重构能力。目前，虽然交流微网仍占主要地位，但直流微网正以其优势迅猛发展。
5G通讯是自动驾驶技术的基本要求，由于5G基站信号覆盖范围比4G基站小，因此，为了实现自动驾驶，高速公路必须建设大量的5G基站，而高速公路又远离人口密集区，很多高速公路两旁没有电网接入。如果在高速两旁进行电力电网建设，虽然可以解决基站供电问题，但电网建设投资巨大成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种直流综合微电网系统及控制方法，从而解决现有技术的5G基站供电电网建设成本高的技术问题。
本发明实施例中，提供了一种直流综合微电网系统，其包括多个通过直流传输母线依次连接的直流微网系统，每个直流微网系统包括搭载于直流母线上的光伏发电系统、储能系统及双向连接系统，所述直流母线上的电压为第一电压，所述直流传输母线上的电压为第二电压，
所述光伏发电系统，用于进行光伏发电并向所述直流母线输出功率；
所述储能系统，用于从所述直流母线获取电能进行充电或者向所述直流母线供电；
所述双向连接系统，用于将直流母线的第一电压转换为直流传输母线的第二电压或者将所述直流传输母线的第二电压转换为所述直流母线的第一电压，从而实现两个相邻的直流微网系统之间的能量双向流动。
本发明实施例中，所述第一电压为750V，所述第二电压为1500V。
本发明实施例中，所述光伏发电系统包括光伏板及连接于所述光伏板和所述直流母线之间的第一单向DC/DC转换模块。
本发明实施例中，所述直流微网系统还包括：
燃料电池系统，用于向所述直流母线输出功率。
本发明实施例中，所述燃料电池系统包括燃料电池连接于所述燃料电池和所述直流母线之间的第二单向DC/DC转换模块。
本发明实施例中，所述直流微网系统还包括：
通讯电源系统，其包括通讯电源及通讯设备，所述通讯电源用于将松鼠直流母线的电压转换为所述通讯设备需要的直流电压。
本发明实施例中，所述直流微网系统还包括：
双向电动汽车充电系统，用于从所述直流母线获取电能对电动汽车进行充电或者从电动汽车取电向所述直流母线供电。
本发明实施例中，所述直流微网系统还包括储能变流器及电网连接开关，所述储能变流器通过所述电网连接开关与交流电网相连接，所述储能变流器与所述直流母线相连接。
本发明实施例中，所述直流微网系统还包括用于控制所述直流综合微电网系统运行状态的控制模块，所述控制模块分别与所述储能系统、所述双向连接系统、所述燃料电池系统、所述通讯电源系统、所述双向电动汽车充电系统、所述储能变流器及所述电网连接开关相连接。
本发明实施例中，还提供了一种上述直流综合微电网系统的控制方法，其包括：
当交流电网有电时，
所述储能变流器将交流电网的电压转换为所述第一电压，对所述直流母线供电，所述燃料电池系统不对所述直流母线供电，所述储能系统从所述直流母线取电进行充电；
当交流电网停电时，
所述储能变流器不工作，所述储能系统向所述直流母线供电，并停止所述双向电动汽车充电系统给电动汽车充电，
若所述光伏发电系统光伏发电大于通讯设备耗电，将多余的电能存入所述储能系统，若所述储能系统的电量大于90％，则限制光伏功率，如果光伏发电小于所述通讯设备用电，则所述储能系统进行补充供电，当所述储能系统的电量低于30％时，则启动所述燃料电池系统进行供电，
若所述燃料电池系统的剩余氢燃料小于10％且所述储能系统的电量小于10％时，则使用所述双向电动汽车充电系统从电动汽车的电池取电提供给所述通讯设备。
与现有技术相比较，采用本发明的直流综合微电网系统及其控制方法，可以在高速公路两旁，建立基于光伏、储能、燃料电池发电、5G/4G通讯电源、电动汽车充电的直流微网系统，每个直流微网系统可以给通讯设备进行供电和给电动汽车进行充电，各个直流微网系统之间通过1500V直流传输母线进行连接，可以相互之间进行电能流动，降低线路损耗，解决高速公路两旁建设5G通讯基站供电难的问题。
附图说明
图1是本发明的直流综合微电网系统的一种实现方式的结构示意图。
图2是本发明的直流微网系统的结构示意图。
图3是本发明的直流综合微电网系统的另一种实现方式结构示意图。
图4是本发明的直流综合微电网系统的又一种实现方式结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细描述。
本发明实施例中，提供了一种直流综合微电网系统，其包括多个通过直流传输母线依次连接的直流微网系统。每个直流微网系统包括搭载于直流母线上的光伏发电系统、储能系统、通讯电源系统、双向电动汽车充电系统、双向连接系统、燃料电池系统、通讯电源系统、双向电动汽车充电系统及控制模块。下面分别进行说明。
所述直流母线上的电压为第一电压。所述直流传输母线上的电压为第二电压。优先地，所述第一电压可以为750V，所述第二电压为1500V。所述直流传输母线通过高压传输，从而降低损耗。两个相邻的直流微网系统之间的直流传输母线的长度可以设置为1公里。
所述光伏发电系统，用于进行光伏发电并向所述直流母线输出功率。所述光伏发电系统包括光伏板及连接于所述光伏板和所述直流母线之间的第一单向DC/DC转换模块。
所述储能系统，用于从所述直流母线获取电能进行充电或者向所述直流母线供电。所述储能系统包括储能电池以及连接于所述储能电池和所述直流母线之间的双向DC/DC转换模块。
所述双向连接系统，用于将直流母线的第一电压转换为直流传输母线的第二电压或者将所述直流传输母线的第二电压转换为所述直流母线的第一电压，从而实现两个相邻的直流微网系统之间的能量双向流动。
所述燃料电池系统，用于向所述直流母线输出功率。所述燃料电池系统包括燃料电池连接于所述燃料电池和所述直流母线之间的第二单向DC/DC转换模块。
所述通讯电源系统，其包括通讯电源及通讯设备，所述通讯电源用于将松鼠直流母线的电压转换为所述通讯设备需要的直流电压。所述通讯设备包括不限于5G基站。
所述双向电动汽车充电系统，用于从所述直流母线获取电能对电动汽车进行充电或者从电动汽车取电向所述直流母线供电。所述双向电动汽车充电系统可以为双向DC/DC充电桩。
进一步地，所述直流综合微电网系统中，位于一端的一个直流微网系统通过储能变流器及电网连接开关K1与交流电网相连接。所述储能变流器通过所述电网连接开关K1与交流电网相连接，所述储能变流器还与所述直流母线相连接，用于将交流电网的电压转为为直流电压并给所述直流母线供电。
所述控制模块分别与所述储能系统、所述双向连接系统、所述燃料电池系统、所述通讯电源系统、所述双向电动汽车充电系统、所述储能变流器及所述电网连接开关相连接，用于控制所述直流综合微电网系统的运行状态。
本发明实施例中，还提供了一种上述直流综合微电网系统的控制方法，其包括：
当交流电网有电时，
所述储能变流器将交流电网的电压转换为所述第一电压，对所述直流母线供电，所述燃料电池系统不对所述直流母线供电，所述储能系统从所述直流母线取电进行充电；
当交流电网停电时，
所述储能变流器不工作，所述储能系统向所述直流母线供电，并停止所述双向电动汽车充电系统给电动汽车充电，
若所述光伏发电系统光伏发电大于通讯设备耗电，将多余的电能存入所述储能系统，若所述储能系统的电量大于90％，则限制光伏功率，如果光伏发电小于所述通讯设备用电，则所述储能系统进行补充供电，当所述储能系统的电量低于30％时，则启动所述燃料电池系统进行供电，
若所述燃料电池系统的剩余氢燃料小于10％且所述储能系统的电量小于10％时，则使用所述双向电动汽车充电系统从电动汽车的电池取电提供给所述通讯设备。
需要说明的是，本发明中，所述直流综合微电网系统并不限于上述实施方式，其还可以是其它实时方式，例如，多个级联的直流微网系统中，位于两端的直流微网系统可以与交流电网连接，如图3所示；位于中间的直流微网系统也可以与交流电网连接，如图4所示。
综上所述，采用本发明的直流综合微电网系统及其控制方法，可以在高速公路两旁，建立基于光伏、储能、燃料电池发电、5G/4G通讯电源、电动汽车充电的直流微网系统，每个直流微网系统可以给通讯设备进行供电和给电动汽车进行充电，各个直流微网系统之间通过1500V直流传输母线进行连接，可以相互之间进行电能流动，降低线路损耗，解决高速公路两旁建设5G通讯基站供电难的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种直流综合微电网系统，其特征在于，包括多个通过直流传输母线依次连接的直流微网系统，每个直流微网系统包括搭载于直流母线上的光伏发电系统、储能系统及双向连接系统，所述直流母线上的电压为第一电压，所述直流传输母线上的电压为第二电压，
所述光伏发电系统，用于进行光伏发电并向所述直流母线输出功率；
所述储能系统，用于从所述直流母线获取电能进行充电或者向所述直流母线供电；
所述双向连接系统，用于将直流母线的第一电压转换为直流传输母线的第二电压或者将所述直流传输母线的第二电压转换为所述直流母线的第一电压，从而实现两个相邻的直流微网系统之间的能量双向流动。
2.如权利要求1所述的直流综合微电网系统，其特征在于，所述第一电压为750V，所述第二电压为1500V。
3.如权利要求1所述的直流综合微电网系统，其特征在于，所述光伏发电系统包括光伏板及连接于所述光伏板和所述直流母线之间的第一单向DC/DC转换模块。
4.如权利要求1所述的直流综合微电网系统，其特征在于，所述直流微网系统还包括：
燃料电池系统，用于向所述直流母线输出功率。
5.如权利要求1所述的直流综合微电网系统，其特征在于，所述燃料电池系统包括燃料电池连接于所述燃料电池和所述直流母线之间的第二单向DC/DC转换模块。
6.如权利要求4所述的直流综合微电网系统，其特征在于，所述直流微网系统还包括：
通讯电源系统，其包括通讯电源及通讯设备，所述通讯电源用于将松鼠直流母线的电压转换为所述通讯设备需要的直流电压。
7.如权利要求6所述的直流综合微电网系统，其特征在于，所述直流微网系统还包括：
双向电动汽车充电系统，用于从所述直流母线获取电能对电动汽车进行充电或者从电动汽车取电向所述直流母线供电。
8.如权利要求7所述的直流综合微电网系统，其特征在于，所述直流微网系统还包括储能变流器及电网连接开关，所述储能变流器通过所述电网连接开关与交流电网相连接，所述储能变流器与所述直流母线相连接。
9.如权利要求8所述的直流综合微电网系统，其特征在于，所述直流微网系统还包括用于控制所述直流综合微电网系统运行状态的控制模块，所述控制模块分别与所述储能系统、所述双向连接系统、所述燃料电池系统、所述通讯电源系统、所述双向电动汽车充电系统、所述储能变流器及所述电网连接开关相连接。
10.一种权利要求9所述的直流综合微电网系统的控制方法，其特征在于， 包括：
当交流电网有电时，
所述储能变流器将交流电网的电压转换为所述第一电压，对所述直流母线供电，所述燃料电池系统不对所述直流母线供电，所述储能系统从所述直流母线取电进行充电；
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所述储能变流器不工作，所述储能系统向所述直流母线供电，并停止所述双向电动汽车充电系统给电动汽车充电，
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| GR01 | Patent grant | ||
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