CN204992608U - 一种分布式智能微网结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种分布式智能微网结构，包括发电装置、第一电力变换装置、储能装置和用户负载，电装置通过第一电力变换装置将交流电流的一部分输送给用户负载及存入储能装置；储能装置包括氢燃料电池储能装置，氢燃料电池储能装置包括依次连接的电解装置、氢气存储装置、氢燃料电池组和第二电力变换装置，第二电力变换装置将电能转换成与用户负载相匹配的系统；本实用新型不仅环保、节能、高效、灵活、可实现分区分片的灵活供电，而且备用发电，削峰填谷，降低大电网停电造成的经济损失。
Description
技术领域
本实用新型属于新能源类加工技术领域，尤其涉及一种分布式智能微网结构。
背景技术
能源是经济和社会发展的重要物质基础，电力作为最清洁便利的能源形式，是国民经济的命脉。电力生产的过程就是大规模的将以此能源转换成容易输送和方便转换的电能并输送分配的过程。工业革命以来，世界能源消费剧增，煤炭、石油、天然气等化石能源消耗迅速，特别是近几年，温室效应，雾霾天气等全球气候和生态环境都在不断恶化，社会的可持续发展受到严重威胁；因此，世界各国纷纷开始关注环保、节能、高效、灵活的发电方式——分布式发电构造智能微网系统。
实用新型内容
本实用新型提供一种分布式智能微网结构，不仅环保、节能、高效、灵活、可实现分区分片的灵活供电，而且备用发电，削峰填谷，降低大电网停电造成的经济损失。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种分布式智能微网结构，所述分布式智能微网结构包括发电装置、第一电力变换装置、储能装置和用户负载，所述发电装置通过第一电力变换装置将交流电流的一部分输送给用户负载及存入储能装置；所述储能装置包括氢燃料电池储能装置，所述氢燃料电池储能装置包括依次连接的电解装置、氢气存储装置、氢燃料电池组和第二电力变换装置，所述第二电力变换装置将电能转换成与用户负载相匹配的系统；
所述发电装置包括光伏发电系统、风力发电系统、可再生能源发电系统和大电网系统，所述光伏发电系统利用光伏组件将光能转换成电能后经过第一电力变换装置转换成与用户负载匹配的系统；所述风力发电系统利用风力发电机将风能转换成电能后经过第一电力变换装置转换成与用户负载匹配的系统；所述可再生能源发电系统将再生能源转换成电能后，输出交流电流；所述大电网系统通过化石燃料发电转换成电能后，输出交流电流；
所述第一电力变换装置包括第一DC-DC变换器、第一DC-AC变换器和双向储能变流器；所述第二电力变换装置包括第二DC-DC变换器和第二DC-AC变换器；
所述氢燃料电池储能装置包括依次连接的电解装置、氢气存储装置、氢燃料电池组、第二DC-DC变换器和第二DC-AC变换器；
所述储能装置还包括常规储能电池组，用于可再生能源发电系统和大电网系统无法提供电能时提供电能，输出交流电流；
所述发电装置通过双向储能变流器将交流电流的另一部分输送给大电网系统或者存入常规储能电池组中；
所述电解装置为通过电解槽电解水制氢。
通过以上技术方案，相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：
本使用新型通过利用氢燃料电池储能装置，即利用可再生清洁能源提供的电能进行电解水制取氢气，然后将氢气储存起来，同时氢燃料电池组利用第二电力变换装置转换成电能，此过程中无任何污染，制氢所用的电能为清洁环保的能源产生，电解水制氢的产物为水，此水可循环使用，不仅环保、节能、高效、灵活、可实现分区分片灵活供电，而且备用发电，削峰填谷，降低停电造成的经济损失。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的分布式智能微网结构图；
图2是本实用新型的氢燃料电池储能装置工作原理图；
图中：1为大电网系统，2为光伏发电系统，3为风力发电系统，4为可再生能源发电系统，5为常规储能电池组，6为氢燃料电池储能装置，7为双向储能变流器，8为用户负载，9为电解装置，10为氢气存储装置，11为氢燃料电池组。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
如图1所示，本实用新型的分布式智能微网结构，所述分布式智能微网结构包括发电装置、第一电力变换装置、储能装置和用户负载8，所述发电装置通过第一电力变换装置将交流电流的一部分输送给用户负载8及存入储能装置；所述储能装置包括氢燃料电池储能装置6，所述氢燃料电池储能装置6包括通过依次连接的电解装置9、氢气存储装置10、氢燃料电池组11和第二电力变换装置，所述第二电力变换装置将电能转换成与用户负载8相匹配的系统；
所述发电装置包括光伏发电系统2、风力发电系统3、可再生能源发电系统4和大电网系统1，所述光伏发电系统2利用光伏组件将光能转换成电能后经过第一电力变换装置转换成与用户负载8匹配的系统；所述风力发电系统3利用风力发电机将风能转换成电能后经过第一电力变换装置转换成与用户负载8匹配的系统；所述可再生能源发电系统4将再生能源转换成电能后，输出交流电流；所述大电网系统1是指通过化石燃料发电等可控可调的发电系统，如煤发电、天然气发电、柴油发电等；
所述第一电力变换装置包括第一DC-DC变换器、第一DC-AC变换器和双向储能变流器7；所述的双向储能变流器7具有逆变功能、功率分配充电功能、信号管理功能、智能管理功能和UPS功能，可以实现能量的双向流动和智能管理；所述第二电力变换装置包括第二DC-DC变换器和第二DC-AC变换器；
图2所示，氢燃料电池储能装置6包括依次连接的电解装置9、氢气存储装置10、氢燃料电池组11、第二DC-DC变换器和第二DC-AC变换器；其工作原理为：利用可再生清洁能源提供的电能在电解槽中进行电解水制取氢气，然后将氢气储存起来，同时氢燃料电池组11利用第二电力变换装置转换成电能，此过程中无任何污染，制氢所用的电能为清洁环保的能源产生，电解水制氢的产物为水，此水可循环使用，
所述储能装置还包括常规储能电池组5，是指目前市场占有率高，技术成熟，性价比高的储能电池，如利用铅酸电池、胶体电池、锂电池；用于可再生能源发电系统4和大电网系统1无法提供电能时提供电能，输出交流电流；
所述发电装置通过双向储能变流器7将交流电流的另一部分输送给大电网系统1或者存入常规储能电池组5中；
本实用新型的分布式智能微网结构的工作原理为：
当大电网系统1有电时，优先将电能供应给用户负载8，多余的电能通过双向储能变流器7对常规储能电池组5进行充电，同时光伏发电系统2、风力发电系统3和可再生能源发电系统4均工作输出电能，所述的电能优先给用户负载8和氢燃料电池储能装置6使用，多余能量经过双向储能变流器7给常规储能电池组5进行充电，若常规储能电池组5已经充满电，则光伏发电系统2、风力发电系统3和可再生能源发电系统4的多余能量可经过双向储能变流器7直接反馈至大电网系统1中；
当大电网系统1无电时，双向储能变流器7主要工作在逆变模式，即常规储能电池组5经过双向储能变流器7向用户负载8、光伏发电系统2、风力发电系统3和可再生能源发电系统4提供电压源，不仅可以直接提供电能给用户负载8，而且还可以让光伏发电系统2、风力发电系统3、可再生能源发电系统4和氢燃料电池储能装置6发电工作；同时可以设置光伏发电系统2、风力发电系统3、可再生能源发电系统4和氢燃料电池储能装置6所输出的电能优先给用户负载8使用；其中，在常规储能电池组5的DC侧，光伏发电系统2和风力发电系统3直接给常规储能电池组5进行充电；
当大电网系统1输出的电能有限制时，光伏发电系统2、风力发电系统3、可再生能源发电系统4、常规储能电池组5和氢燃料电池储能装置6均可以向用户负载8提供电能，具有削峰填谷和提高系统供电可靠性、稳定性的功能。
双向储能变流器7本身具有一定的智能管理和控制功能，可设置优先级别，蓄电池放电保护深度，自动切换及切换时间等参数，且具有监控和数据传输能力，可结合计算机控制技术和云计算技术实现智能管控。
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (7)
1.一种分布式智能微网结构，其特征在于：所述分布式智能微网结构包括发电装置、第一电力变换装置、储能装置和用户负载，所述发电装置通过第一电力变换装置将交流电流的一部分输送给用户负载及存入储能装置；所述储能装置包括氢燃料电池储能装置，所述氢燃料电池储能装置包括依次连接的电解装置、氢气存储装置、氢燃料电池组和第二电力变换装置，所述第二电力变换装置将电能转换成与用户负载相匹配的系统。
2.根据权利要求1所述的分布式智能微网结构，其特征在于：所述发电装置包括光伏发电系统、风力发电系统、可再生能源发电系统和大电网系统，所述光伏发电系统利用光伏组件将光能转换成电能后经过第一电力变换装置转换成与用户负载匹配的系统；所述风力发电系统利用风力发电机将风能转换成电能后经过第一电力变换装置转换成与用户负载匹配的系统；所述可再生能源发电系统将再生能源转换成电能后，输出交流电流；所述大电网系统通过化石燃料发电转换成电能后，输出交流电流。
3.根据权利要求2所述的分布式智能微网结构，其特征在于：所述第一电力变换装置包括第一DC-DC变换器、第一DC-AC变换器和双向储能变流器；所述第二电力变换装置包括第二DC-DC变换器和第二DC-AC变换器。
4.根据权利要求3所述的分布式智能微网结构，其特征在于：所述氢燃料电池储能装置包括通过输送管依次连接的电解装置、氢气存储装置、氢燃料电池组、第二DC-DC变换器和第二DC-AC变换器。
5.根据权利要求4所述的分布式智能微网结构，其特征在于：所述储能装置还包括常规储能电池组，用于可再生能源发电系统和大电网系统无法提供电能时提供电能，输出交流电流。
6.根据权利要求5所述的分布式智能微网结构，其特征在于：所述发电装置通过双向储能变流器将交流电流的另一部分输送给大电网系统或者存入常规储能电池组中。
7.根据权利要求1所述的分布式智能微网结构，其特征在于：所述电解装置为通过电解槽电解水制氢。
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