專利名稱：一種微型直流電網(wǎng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及分布式發(fā)電裝置供電電網(wǎng)領(lǐng)域，特別與一種微型直流電網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有關(guān)。
背景技術(shù)：
近年來，分布式發(fā)電(Distributed Generation，簡(jiǎn)稱DG)技術(shù)以其獨(dú)有的環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性引起人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。英國(guó)、美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，在進(jìn)行能源結(jié)構(gòu)調(diào)整過程中，已經(jīng)把技術(shù)放在了相當(dāng)重要的位置上。在我國(guó)，充足保障電力供應(yīng)對(duì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展必將起到?jīng)Q定性作用，在已經(jīng)建立中央電站及電網(wǎng)的基礎(chǔ)上，大力發(fā)展技術(shù)將是我國(guó)電力系統(tǒng)未來發(fā)展的必然趨勢(shì)。DG是指某些中小型發(fā)電裝置靠近用戶側(cè)安裝，它既可獨(dú)立于公共電網(wǎng)直接為少量用戶提供電能，也可將其接入配電網(wǎng)絡(luò)，與公共電網(wǎng)一起共同為用戶提供電能。它是以資源和環(huán)境效益最大化、以能源利用效率最優(yōu)化確定方式和容量的新型能源系統(tǒng)。DG電源包括太陽能發(fā)電站、光伏發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電站、地?zé)岚l(fā)電裝置、微型燃?xì)廨啓C(jī)、柴油發(fā)電機(jī)、燃料電池、生物質(zhì)發(fā)電裝置以及儲(chǔ)能裝置等。根據(jù)用戶群及使用目的不同，裝置可實(shí)現(xiàn)備用電站、電力調(diào)峰、熱電聯(lián)供電站以及邊遠(yuǎn)地區(qū)的獨(dú)立發(fā)電等多種用途。傳統(tǒng)的DG電網(wǎng)如圖1所示，包括若干個(gè)分布式發(fā)電裝置(DG)1、一個(gè)并網(wǎng)逆變器2 和一個(gè)儲(chǔ)能裝置4，每個(gè)分布式發(fā)電裝置1串聯(lián)在一起達(dá)到一定直流電壓，再采用并網(wǎng)逆變器2把直流電變換成交流電再供交流負(fù)載3 (用戶的交流電器)使用，同時(shí)在交流電上并入儲(chǔ)能裝置4，儲(chǔ)能裝置4由AC/DC轉(zhuǎn)換器41和220V蓄電池組42連接而成，剩余的交流電最終并入公共電網(wǎng)5。這樣使系統(tǒng)的使用效率受到了極大的限制，整個(gè)系統(tǒng)的使用效率限制在 85%左右。DG的功率也大，造成電能損失也大。如果系統(tǒng)的使用效率不提高，勢(shì)必會(huì)增加整個(gè)系統(tǒng)的成本。因此，采用行之有效的供電電網(wǎng)才能合理、高效地使用目前還比較昂貴的太陽能電和風(fēng)電等DG發(fā)電裝置。對(duì)推廣光電和風(fēng)電等DG發(fā)電裝置應(yīng)用有著舉足輕重的作用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種微型直流電網(wǎng)，可提高DG電網(wǎng)的使用效率和穩(wěn)定性。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種微型直流電網(wǎng)，包括若干個(gè)分布式發(fā)電裝置(DG)、若干個(gè)微型直流電源和一個(gè)并網(wǎng)逆變器，每個(gè)分布式發(fā)電裝置的輸出連接到對(duì)應(yīng)微型直流電源的輸入，所有微型直流電源的輸出并聯(lián)在一起構(gòu)成直流母線，直流負(fù)載連接到直流母線，并網(wǎng)逆變器的輸入連接到直流母線，并網(wǎng)逆變器的輸出連接到并聯(lián)的公共電網(wǎng)和交流負(fù)載。所述微型直流電源包括充電模塊、儲(chǔ)能元件和升壓型直流變換器，每個(gè)微型直流電源中充電模塊的輸入連接對(duì)應(yīng)分布式發(fā)電裝置的輸出，充電模塊的輸出連接到儲(chǔ)能元件和升壓型直流變換器的輸入，所有微型直流電源中的升壓型直流變換器的輸出并聯(lián)在一起構(gòu)成直流母線。 所述充電模塊是一個(gè)降壓型直流變換器，對(duì)分布式發(fā)電裝置進(jìn)行最大功率控制。所述儲(chǔ)能元件是一個(gè)MV的蓄電池組。所述升壓型直流變換器的輸出電壓為220V或110V。所述微型直流電網(wǎng)中還包括一個(gè)監(jiān)控裝置，所有分布式發(fā)電裝置、所有微型直流電源和并網(wǎng)逆變器均設(shè)置通信接口，通過總線與監(jiān)控裝置相連。采用上述方案后，本實(shí)用新型將每個(gè)分布式發(fā)電裝置的輸出連接到對(duì)應(yīng)微型直流電源的輸入，再將所有微型直流電源的輸出并聯(lián)在一起構(gòu)成直流母線，這樣，就很好地避免了傳統(tǒng)的多個(gè)分布式發(fā)電裝置串聯(lián)時(shí)單個(gè)的損壞而造成這個(gè)系統(tǒng)無法供電的缺陷，提高了發(fā)電穩(wěn)定性，直流母線(電壓為220V或110V)可以直接向工廠、企業(yè)、單位、家庭、電站等一些用戶直流負(fù)載供電，提高電網(wǎng)使用效率，避免傳統(tǒng)能量多次轉(zhuǎn)換(直流轉(zhuǎn)換交流，交流轉(zhuǎn)換直流再供給直流負(fù)載)帶來能量損失，并網(wǎng)逆變器輸出的交流仍然能滿足部分交流負(fù)載需求，同時(shí)可以把多余電能輸送給電網(wǎng)，從而達(dá)到電能合理充分利用，提高系統(tǒng)使用效率和經(jīng)濟(jì)效率。


圖1是傳統(tǒng)分布式發(fā)電裝置的電網(wǎng)示意圖； 圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。 標(biāo)號(hào)說明
分布式發(fā)電裝置1 交流負(fù)載3 AC/DC轉(zhuǎn)換器41 公共電網(wǎng)5 充電模塊61 升壓型直流變換器63 直流負(fù)載8
并網(wǎng)逆變器2 儲(chǔ)能裝置4 220V蓄電池組42 微型直流電源6 儲(chǔ)能元件62 直流母線7 監(jiān)控裝置9。
具體實(shí)施方式
如圖2所示，本實(shí)用新型揭示了一種微型直流電網(wǎng)，包括若干個(gè)分布式發(fā)電裝置 (DG) 1、若干個(gè)微型直流電源6和一個(gè)并網(wǎng)逆變器2。分布式發(fā)電裝置(DG) 1為現(xiàn)有裝置，故其結(jié)構(gòu)不做贅述。每個(gè)分布式發(fā)電裝置1 的輸出連接到對(duì)應(yīng)微型直流電源6的輸入。微型直流電源6也為現(xiàn)有裝置。所有微型直流電源6的輸出并聯(lián)在一起構(gòu)成直流母線7，直流負(fù)載8連接到直流母線7。微型直流電源6具體可包括充電模塊61、儲(chǔ)能元件 62和升壓型直流變換器63 ；充電模塊61是一個(gè)降壓型直流變換器，可對(duì)分布式發(fā)電裝置1 進(jìn)行最大功率控制；儲(chǔ)能元件62是一個(gè)MV的蓄電池組；升壓型直流變換器63的輸出電壓為220V或IlOV ；每個(gè)微型直流電源6中，充電模塊61的輸入連接對(duì)應(yīng)分布式發(fā)電裝置1 的輸出，充電模塊61的輸出連接到儲(chǔ)能元件62和升壓型直流變換器63的輸入，所有升壓型直流變換器63的輸出并聯(lián)在一起構(gòu)成直流母線7。并網(wǎng)逆變器2的輸入連接到直流母線7，并網(wǎng)逆變器2的輸出連接到并聯(lián)的公共電網(wǎng)5和交流負(fù)載3。為了更好地控制整個(gè)系統(tǒng)，本實(shí)用新型還包括一個(gè)監(jiān)控裝置，所有分布式發(fā)電裝置1、所有微型直流電源6和并網(wǎng)逆變器2均設(shè)置通信接口，通過總線與監(jiān)控裝置9相連。本實(shí)用新型使用時(shí)具有如下優(yōu)點(diǎn)一、將每個(gè)分布式發(fā)電裝置1的輸出先連接一個(gè)微型直流電源6再并聯(lián)在一起構(gòu)成直流母線7，這樣，就可以避免傳統(tǒng)的多個(gè)分布式發(fā)電裝置串聯(lián)時(shí)單個(gè)的損壞而造成這個(gè)系統(tǒng)無法供電的缺陷，提高了發(fā)電穩(wěn)定性；二、直流母線7 (電壓為220V或110V)可以向工廠、企業(yè)、單位、家庭、電站等一些用戶直流負(fù)載8直接供電，提高電網(wǎng)使用效率，避免傳統(tǒng)能量需直流轉(zhuǎn)換交流一一交流轉(zhuǎn)換直流一一再供給直流負(fù)載的多次轉(zhuǎn)換，避免多次轉(zhuǎn)換帶來能量損失；三、并網(wǎng)逆變器2的輸入連接到直流母線7，并網(wǎng)逆變器7的輸出連接到公共電網(wǎng) 5，并網(wǎng)逆變器2輸出的交流能滿足部分交流負(fù)載3需求，同時(shí)在能滿足所有供電時(shí)，可以把多余電能輸送給公共電網(wǎng)5，達(dá)到電能合理充分利用，從而提高系統(tǒng)使用效率和經(jīng)濟(jì)效率；四、充電模塊61是一個(gè)降壓型直流變換器，對(duì)分布式發(fā)電裝置1進(jìn)行最大功率控制，可避免分布式發(fā)電裝置1在串聯(lián)時(shí)受到外界影響(比如太陽能電池板受到樹葉陰影等一些，風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速等)輸出不穩(wěn)定等一些不良影響，而造成分布式發(fā)電裝置1無法對(duì)外輸出有用電，降低分布式發(fā)電裝置1的發(fā)電效率；同時(shí)充電模塊61 (降壓型直流變換器)能很好穩(wěn)定輸出電壓，從而提高發(fā)電效率和穩(wěn)定性；五、充電模塊61的輸出連接儲(chǔ)能元件62，在起到儲(chǔ)能作用的同時(shí)也穩(wěn)定充電模塊 61的輸出電壓，為下級(jí)升壓型直流變換器63提高穩(wěn)定直流電，從而提高分布式發(fā)電裝置1 的穩(wěn)定性。儲(chǔ)能元件62采用24V蓄電池組，可減少電池組串聯(lián)數(shù)量，提高電池供電效率、 穩(wěn)定性和安全性以及電池壽命，避免傳統(tǒng)多個(gè)電池串聯(lián)起來，其中一個(gè)壞掉，整批都必須換掉，造成巨大損失；六、充電模塊61輸出接到升壓型直流變換器63輸入，升壓型直流變換器63的輸出電壓為220V (或110V)，電壓提升至220V (或110V)為直流負(fù)載8提供一個(gè)常用的電壓等級(jí)同時(shí)降低電流，減少線損同時(shí)降低電纜線成本；七、分布式發(fā)電裝置1、微型直流電源6和并網(wǎng)逆變器2均設(shè)置通信接口，通過總線與監(jiān)控裝置9相連，這樣，從發(fā)電到并網(wǎng)發(fā)電都能得到及時(shí)的監(jiān)控，為微型電網(wǎng)提高系統(tǒng)安全和穩(wěn)定。以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，并非對(duì)本案設(shè)計(jì)的限制，凡依本案的設(shè)計(jì)關(guān)鍵所做的等同變化，均落入本案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種微型直流電網(wǎng)，其特征在于包括若干個(gè)分布式發(fā)電裝置、若干個(gè)微型直流電源和一個(gè)并網(wǎng)逆變器，每個(gè)分布式發(fā)電裝置的輸出連接到對(duì)應(yīng)微型直流電源的輸入，所有微型直流電源的輸出并聯(lián)在一起構(gòu)成直流母線，直流負(fù)載連接到直流母線，并網(wǎng)逆變器的輸入連接到直流母線，并網(wǎng)逆變器的輸出連接到并聯(lián)的公共電網(wǎng)和交流負(fù)載。
2.如權(quán)利要求1所述的一種微型直流電網(wǎng)，其特征在于所述微型直流電源包括充電模塊、儲(chǔ)能元件和升壓型直流變換器，每個(gè)微型直流電源中充電模塊的輸入連接對(duì)應(yīng)分布式發(fā)電裝置的輸出，充電模塊的輸出連接到儲(chǔ)能元件和升壓型直流變換器的輸入，所有微型直流電源中的升壓型直流變換器的輸出并聯(lián)在一起構(gòu)成直流母線。
3.如權(quán)利要求2所述的一種微型直流電網(wǎng)，其特征在于所述充電模塊是一個(gè)降壓型直流變換器。
4.如權(quán)利要求2所述的一種微型直流電網(wǎng)，其特征在于所述儲(chǔ)能元件是一個(gè)MV的蓄電池組。
5.如權(quán)利要求2所述的一種微型直流電網(wǎng)，其特征在于所述升壓型直流變換器的輸出電壓為220V或110V。
6.如權(quán)利要求1所述的一種微型直流電網(wǎng)，其特征在于所述微型直流電網(wǎng)中還包括一個(gè)監(jiān)控裝置，所有分布式發(fā)電裝置、所有微型直流電源和并網(wǎng)逆變器均設(shè)置通信接口，通過總線與監(jiān)控裝置相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種微型直流電網(wǎng)，包括若干個(gè)分布式發(fā)電裝置(DG)、若干個(gè)微型直流電源和一個(gè)并網(wǎng)逆變器，每個(gè)分布式發(fā)電裝置的輸出連接到對(duì)應(yīng)微型直流電源的輸入，所有微型直流電源的輸出并聯(lián)在一起構(gòu)成直流母線，直流負(fù)載連接到直流母線，并網(wǎng)逆變器的輸入連接到直流母線，并網(wǎng)逆變器的輸出連接到并聯(lián)的公共電網(wǎng)和交流負(fù)載。本實(shí)用新型可提高DG電網(wǎng)的使用效率和穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)H02J1/12GK202268697SQ20112034377
公開日2012年6月6日 申請(qǐng)日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者肖艷義 申請(qǐng)人:廈門藍(lán)溪科技有限公司