CN202268697U - 一种微型直流电网 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种微型直流电网，包括若干个分布式发电装置（DG）、若干个微型直流电源和一个并网逆变器，每个分布式发电装置的输出连接到对应微型直流电源的输入，所有微型直流电源的输出并联在一起构成直流母线，直流负载连接到直流母线，并网逆变器的输入连接到直流母线，并网逆变器的输出连接到并联的公共电网和交流负载。本实用新型可提高DG电网的使用效率和稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及分布式发电装置供电电网领域，特别与一种微型直流电网的系统结构有关。
背景技术
近年来，分布式发电（Distributed Generation，简称DG）技术以其独有的环保性和经济性引起人们越来越多的关注。英国、美国、日本等发达国家，在进行能源结构调整过程中，已经把技术放在了相当重要的位置上。在我国, 充足保障电力供应对经济的持续发展必将起到决定性作用，在已经建立中央电站及电网的基础上，大力发展技术将是我国电力系统未来发展的必然趋势。
DG是指某些中小型发电装置靠近用户侧安装, 它既可独立于公共电网直接为少量用户提供电能，也可将其接入配电网络，与公共电网一起共同为用户提供电能。它是以资源和环境效益最大化、以能源利用效率最优化确定方式和容量的新型能源系统。
DG电源包括太阳能发电站、光伏发电系统、风力发电站、地热发电装置、微型燃气轮机、柴油发电机、燃料电池、生物质发电装置以及储能装置等。根据用户群及使用目的不同，装置可实现备用电站、电力调峰、热电联供电站以及边远地区的独立发电等多种用途。
传统的DG电网如图1所示，包括若干个分布式发电装置（DG）1、一个并网逆变器2和一个储能装置4，每个分布式发电装置1串联在一起达到一定直流电压，再采用并网逆变器2把直流电变换成交流电再供交流负载3（用户的交流电器）使用，同时在交流电上并入储能装置4，储能装置4由AC/DC转换器41和220V蓄电池组42连接而成，剩余的交流电最终并入公共电网5。这样使系统的使用效率受到了极大的限制，整个系统的使用效率限制在85％左右。DG的功率也大，造成电能损失也大。
如果系统的使用效率不提高，势必会增加整个系统的成本。因此，采用行之有效的供电电网才能合理、高效地使用目前还比较昂贵的太阳能电和风电等DG发电装置。对推广光电和风电等DG发电装置应用有着举足轻重的作用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种微型直流电网，可提高DG电网的使用效率和稳定性。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
一种微型直流电网，包括若干个分布式发电装置（DG）、若干个微型直流电源和一个并网逆变器，每个分布式发电装置的输出连接到对应微型直流电源的输入，所有微型直流电源的输出并联在一起构成直流母线，直流负载连接到直流母线，并网逆变器的输入连接到直流母线，并网逆变器的输出连接到并联的公共电网和交流负载。
所述微型直流电源包括充电模块、储能元件和升压型直流变换器，每个微型直流电源中充电模块的输入连接对应分布式发电装置的输出，充电模块的输出连接到储能元件和升压型直流变换器的输入，所有微型直流电源中的升压型直流变换器的输出并联在一起构成直流母线。
所述充电模块是一个降压型直流变换器，对分布式发电装置进行最大功率控制。
所述储能元件是一个24V的蓄电池组。
所述升压型直流变换器的输出电压为220V或110V。
所述微型直流电网中还包括一个监控装置，所有分布式发电装置、所有微型直流电源和并网逆变器均设置通信接口，通过总线与监控装置相连。
采用上述方案后，本实用新型将每个分布式发电装置的输出连接到对应微型直流电源的输入，再将所有微型直流电源的输出并联在一起构成直流母线，这样，就很好地避免了传统的多个分布式发电装置串联时单个的损坏而造成这个系统无法供电的缺陷，提高了发电稳定性，直流母线（电压为220V或110V）可以直接向工厂、企业、单位、家庭、电站等一些用户直流负载供电，提高电网使用效率，避免传统能量多次转换（直流转换交流，交流转换直流再供给直流负载）带来能量损失，并网逆变器输出的交流仍然能满足部分交流负载需求，同时可以把多余电能输送给电网，从而达到电能合理充分利用，提高系统使用效率和经济效率。
附图说明
图1是传统分布式发电装置的电网示意图；
图2 是本实用新型的结构示意图。
标号说明
分布式发电装置1 并网逆变器2
交流负载3 储能装置4
AC/DC转换器41 220V蓄电池组42
公共电网5 微型直流电源6
充电模块61 储能元件62
升压型直流变换器63 直流母线7
直流负载8 监控装置9。
具体实施方式
如图2所示，本实用新型揭示了一种微型直流电网，包括若干个分布式发电装置（DG）1、若干个微型直流电源6和一个并网逆变器2。
分布式发电装置（DG）1为现有装置，故其结构不做赘述。每个分布式发电装置1的输出连接到对应微型直流电源6的输入。
微型直流电源6也为现有装置。所有微型直流电源6的输出并联在一起构成直流母线7，直流负载8连接到直流母线7。微型直流电源6具体可包括充电模块61、储能元件62和升压型直流变换器63；充电模块61是一个降压型直流变换器，可对分布式发电装置1进行最大功率控制；储能元件62是一个24V的蓄电池组；升压型直流变换器63的输出电压为220V或110V；每个微型直流电源6中，充电模块61的输入连接对应分布式发电装置1的输出，充电模块61的输出连接到储能元件62和升压型直流变换器63的输入，所有升压型直流变换器63的输出并联在一起构成直流母线7。
并网逆变器2的输入连接到直流母线7，并网逆变器2的输出连接到并联的公共电网5和交流负载3。
为了更好地控制整个系统，本实用新型还包括一个监控装置，所有分布式发电装置1、所有微型直流电源6和并网逆变器2均设置通信接口，通过总线与监控装置9相连。
本实用新型使用时具有如下优点：
一、将每个分布式发电装置1的输出先连接一个微型直流电源6再并联在一起构成直流母线7，这样，就可以避免传统的多个分布式发电装置串联时单个的损坏而造成这个系统无法供电的缺陷，提高了发电稳定性；
二、直流母线7（电压为220V或110V）可以向工厂、企业、单位、家庭、电站等一些用户直流负载8直接供电，提高电网使用效率，避免传统能量需直流转换交流----交流转换直流----再供给直流负载的多次转换，避免多次转换带来能量损失；
三、并网逆变器2的输入连接到直流母线7，并网逆变器7的输出连接到公共电网5，并网逆变器2输出的交流能满足部分交流负载3需求，同时在能满足所有供电时，可以把多余电能输送给公共电网5，达到电能合理充分利用，从而提高系统使用效率和经济效率；
四、充电模块61是一个降压型直流变换器，对分布式发电装置1进行最大功率控制，可避免分布式发电装置1在串联时受到外界影响（比如太阳能电池板受到树叶阴影等一些，风力发电机转速等）输出不稳定等一些不良影响，而造成分布式发电装置1无法对外输出有用电，降低分布式发电装置1的发电效率；同时充电模块61（降压型直流变换器）能很好稳定输出电压，从而提高发电效率和稳定性；
五、充电模块61的输出连接储能元件62，在起到储能作用的同时也稳定充电模块61的输出电压，为下级升压型直流变换器63提高稳定直流电，从而提高分布式发电装置1的稳定性。储能元件62采用24V蓄电池组，可减少电池组串联数量，提高电池供电效率、稳定性和安全性以及电池寿命，避免传统多个电池串联起来，其中一个坏掉，整批都必须换掉，造成巨大损失；
六、充电模块61输出接到升压型直流变换器63输入，升压型直流变换器63的输出电压为220V（或110V），电压提升至220V（或110V）为直流负载8提供一个常用的电压等级同时降低电流，减少线损同时降低电缆线成本；
七、分布式发电装置1、微型直流电源6和并网逆变器2均设置通信接口，通过总线与监控装置9相连，这样，从发电到并网发电都能得到及时的监控，为微型电网提高系统安全和稳定。
以上所述仅为本实用新型的具体实施例，并非对本案设计的限制，凡依本案的设计关键所做的等同变化，均落入本案的保护范围。
Claims (6)
1.一种微型直流电网，其特征在于：包括若干个分布式发电装置、若干个微型直流电源和一个并网逆变器，每个分布式发电装置的输出连接到对应微型直流电源的输入，所有微型直流电源的输出并联在一起构成直流母线，直流负载连接到直流母线，并网逆变器的输入连接到直流母线，并网逆变器的输出连接到并联的公共电网和交流负载。
2.如权利要求1所述的一种微型直流电网，其特征在于：所述微型直流电源包括充电模块、储能元件和升压型直流变换器，每个微型直流电源中充电模块的输入连接对应分布式发电装置的输出，充电模块的输出连接到储能元件和升压型直流变换器的输入，所有微型直流电源中的升压型直流变换器的输出并联在一起构成直流母线。
3.如权利要求2所述的一种微型直流电网，其特征在于：所述充电模块是一个降压型直流变换器。
4.如权利要求2所述的一种微型直流电网，其特征在于：所述储能元件是一个24V的蓄电池组。
5.如权利要求2所述的一种微型直流电网，其特征在于：所述升压型直流变换器的输出电压为220V或110V。
6.如权利要求1所述的一种微型直流电网，其特征在于：所述微型直流电网中还包括一个监控装置，所有分布式发电装置、所有微型直流电源和并网逆变器均设置通信接口，通过总线与监控装置相连。
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