CN211670632U - 一种户用多级能源管理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种户用多级能源管理装置，所述能源管理装置设置于市电与直流母线之间，市电通过能源管理装置给直流母线供电；所述能源管理装置为四端口结构，四端口分别为双向市电接口、光伏输入接口、储能双向接口以及直流输出接口；市电通过双向市电接口与能源管理装置连接，储能单元通过储能双向接口与能源管理装置连接，光伏发电设备通过光伏输入接口与能源管理装置连接，能源管理装置通过直流输出接口与直流母线连接。本实用新型能源管理装置含有多个端口，从而可以接入多路能源给直流母线供电，解决了建筑用电需求随着昼夜和季节的变化呈现出震荡的问题，有效降低了整体建筑负荷的峰谷差。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种户用多级能源管理装置，属于电力设备技术领域。
背景技术
当今一般非直流建筑用电需求随着昼夜和季节的变化呈现出震荡的特性，随着当前建筑用电所占比例的逐步提高，市政用电的峰谷差也逐步增大。直流建筑的优势在于可以通过新能源消纳和储能配合的方式使整体建筑呈现恒功率特性，可以降低整体建筑负荷的峰谷差。但即使是建筑直流化以后，当前的交流配电箱仍无法满足优质的能源配给需求。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种户用多级能源管理装置，将该能源管理装置嵌入直流建筑中，可接入多路能源给直流母线供电，从而达到优化用户配电需求的作用。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：
一种户用多级能源管理装置，所述能源管理装置设置于市电与直流母线之间，市电通过能源管理装置给直流母线供电；所述能源管理装置为四端口结构，四端口分别为双向市电接口、光伏输入接口、储能双向接口以及直流输出接口；市电通过双向市电接口与能源管理装置连接，储能单元通过储能双向接口与能源管理装置连接，光伏发电设备通过光伏输入接口与能源管理装置连接，能源管理装置通过直流输出接口与直流母线连接。
其中，所述能源管理装置包括并网逆变器、低压直流升压换流器和整流器；整流器采用Vienna整流桥结构；并网逆变器采用四桥臂结构。
其中，市电输出的交流电一方面供给交流负载，一方面通过能源管理装置的整流器输出给直流母线和储能单元；光伏发电设备输出的直流电一方面直接供给直流母线，通过直流母线供给直流负载，一方面通过能源管理装置给储能单元充电同时通过能源管理装置的直流升压变换器和并网逆变器输出给交流母线；储能单元通过能源管理装置给直流母线供电。
有益效果：本实用新型能源管理装置以内部直流总线为中心，含有多个端口，从而可以接入各能量源(多路能量源)给直流母线供电，解决了建筑用电需求随着昼夜和季节的变化呈现出震荡的问题，有效降低了整体建筑负荷的峰谷差。
附图说明
图1为本实用新型能源管理装置的拓扑图；
图2为本实用新型能源管理装置的系统原理图；
图3为本实用新型能源管理装置三种工作模式的原理图。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本实用新型。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本实用新型，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本实用新型。
如图1～2所示，本实用新型户用多级能源管理装置，能源管理装置设置于市交流电与直流母线之间，市电通过能源管理装置给直流母线供电；能源管理装置为四端口结构，四端口分别为双向市电接口、光伏输入接口、储能双向接口以及直流输出接口；市电通过双向市电接口与能源管理装置连接，储能单元通过储能双向接口与能源管理装置连接，光伏发电设备通过光伏输入接口与能源管理装置连接，能源管理装置通过直流输出接口与直流母线连接。其中，能源管理装置包括并网逆变器、低压直流升压换流器和整流器；整流器采用Vienna整流桥结构，输入电流谐波和输出电压纹波都可以控制在较小幅度内，从而减小对电网的电能质量的干扰；并网逆变器采用四桥臂结构，从而实现三相之间的解耦，当负载不平衡时还可以为不平衡电流提供回路。
其中，市电输出的交流电一方面供给交流负载，一方面通过能源管理装置的整流器输出给直流母线和储能单元；光伏发电设备输出的直流电一方面直接供给直流母线，通过直流母线供给直流负载，一方面通过能源管理装置给储能单元充电同时通过能源管理装置的直流升压变换器和并网逆变器输出给交流母线；储能单元通过能源管理装置给直流母线供电。
本实用新型户用多级能源管理装置采用交流电和直流电作为户用负荷的能量来源，在一定程度上提升了户用负荷的供电可靠性；其含有可接入多个能源的端口，可实现包括电网、光伏、储能以及交直流负荷之间的能量互动，结合相应的监控系统和保护设备，可有效提升低压直流配电的灵活性和可靠性；能够满足户用负荷的需求和提升能源利用效率，如图3所示，本实用新型户用多级能源管理装置具有以下三种工作模式：
一：光伏发电能量充足且大于负荷所需要的能量时，整个系统直接由光伏给户用负荷供电，即对于户用级直流负荷而言，光伏直流输入接口直接给直流输出接口供电；此时的市电电网无功率输出且光伏直流输入给储能单元充能，当储能单元充满后，多余的直流电通过低压直流升压换流器进行直流电压的变换，变换后的直流电压经过并网逆变器输出三相交流电给市电电网供电。
二：光伏发电能量不足且小于负荷所需要的能量时，系统由光伏直流输入和储能单元同时给户用负荷提供供直流电；若此时的负荷所需能量仍大于光伏直流输入和储能单元所能提供的能量，则市电电网开始工作，由市电电网经过整流器整流后给负荷输送直流电，此时市电、储能、光伏三者同时提供能量，而并网逆变器、低压直流升压换流器不工作。
三：无光伏直流输入时，系统由储能单元给户用负荷提供直流输出，若是储能单元能量不足时，其将对直流输出提供直流电至截止，与此同时市电电网开始通过整流器整流后给户用负荷输送直流电，此模式下，并网逆变器、低压直流升压换流器不工作。
Claims (3)
1.一种户用多级能源管理装置，其特征在于：所述能源管理装置设置于市电与直流母线之间，市电通过能源管理装置给直流母线供电；所述能源管理装置为四端口结构，四端口分别为双向市电接口、光伏输入接口、储能双向接口以及直流输出接口；市电通过双向市电接口与能源管理装置连接，储能单元通过储能双向接口与能源管理装置连接，光伏发电设备通过光伏输入接口与能源管理装置连接，能源管理装置通过直流输出接口与直流母线连接。
2.根据权利要求1所述的户用多级能源管理装置，其特征在于：所述能源管理装置包括并网逆变器、低压直流升压换流器和整流器；整流器采用Vienna整流桥结构；并网逆变器采用四桥臂结构。
3.根据权利要求2所述的户用多级能源管理装置，其特征在于：市电输出的交流电一方面供给交流负载，一方面通过能源管理装置的整流器输出给直流母线和储能单元；光伏发电设备输出的直流电一方面直接供给直流母线，通过直流母线供给直流负载，一方面通过能源管理装置给储能单元充电同时通过能源管理装置的直流升压变换器和并网逆变器输出给交流母线；储能单元通过能源管理装置给直流母线供电。
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| CN202020617948.2U CN211670632U (zh) | 2020-04-22 | 2020-04-22 | 一种户用多级能源管理装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113113912A (zh) * | 2021-04-09 | 2021-07-13 | 湖南大学 | 四端口能量路由器的多模态协同控制方法及系统 |
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2020
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| CN113113912A (zh) * | 2021-04-09 | 2021-07-13 | 湖南大学 | 四端口能量路由器的多模态协同控制方法及系统 |
| CN113113912B (zh) * | 2021-04-09 | 2022-05-24 | 湖南大学 | 四端口能量路由器的多模态协同控制方法及系统 |
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