发明专利｜直流微电网配电系统

本期北极星输配电网为大家介绍的是一种直流微电网配电系统。该专利申请人为神华集团有限责任公司; 北京低碳清洁能源研究所。发明人为周友、吴峂。

摘要

本发明提供了一种直流微电网配电系统。该系统包括 : 直流微电网母线 ;分布式电源，用于给直流微电网母线配电;变换器，连接在直流微电网母线和分布式电源之间，用于将分布式电源提供的第一电压转换成适于在直流微电网母线上传输的第一直流电压，其中在第一电压是直流电压的情况下，变换器将该第一电压进行电压适配;在第一电压是交流电压的情况下，变换器将该第一电压转换成直流电压并进行电压适配。本发明降低了微电网对于分布式电源的控制要求，减小了微电网运行成本。

1.一种直流微电网配电系统 (1)，包括 :

直流微电网母线 (103) ;

分布式电源 (101)，用于给直流微电网母线 (103) 配电 ;

变换器 (102)，连接在直流微电网母线 (103) 和分布式电源 (101) 之间，用于将分布式电源 (101) 提供的第一电压转换成适于在直流微电网母线 (103) 上传输的第一直流电压，其中在分布式电源 (101) 提供的第一电压是直流电压的情况下，变换器 (102) 将该第一电压进行电压适配以获得适于在直流微电网母线 (103) 上传输的第一直流电压 ;在分布式电源 (101) 提供的第一电压是交流电压的情况下，变换器 (102) 将该第一电压转换成第二直流电压并将第二直流电压进行电压适配以获得适于在直流微电网母线 (103) 上传输的第一直流电压。

2.根据权利要求 1 的直流微电网配电系统 (1)，其中在分布式电源 (101) 提供的第一

电压是直流电压的情况下，变换器 (102) 包括 ：

第一变换单元 (1021)，用于将该第一电压进行电压适配以获得第三直流电压 ;第二变换单元 (1022)，用于将第三直流电压进行电压适配以获得第一直流电压，其中第三直流电压的幅值在第一电压的幅值和第一直流电压的幅值之间。

3.根据权利要求 1 的直流微电网配电系统 (1)，其中在分布式电源 (101) 提供的第一电压是交流电压的情况下，变换器 (102) 包括 ：

第三变换单元 (1023)，用于将该第一电压转换成第二直流电压 ;

第四变换单元 (1021’)，用于将该第二直流电压进行电压适配以获得第四直流电压 ;

第五变换单元 (1022’)，用于将第四直流电压进行电压适配以获得第一直流电压，其中第四直流电压的幅值在第二直流电压的幅值和第一直流电压的幅值之间。

4.根据权利要求 2 的直流微电网配电系统 (1)，其中第一变换单元 (1021) 包括第一开关晶体管 (G1)、第二开关晶体管 (G2)、第一变压器 (LG1)、第一整流元件 (DG1)、第二整流元件 (DG2)、第一储能元件 (BG1)、第一滤波电容 (CG1)，其中第一变压器 (LG1) 包括串联的第一分变压器 (LG11) 和第二分变压器 (LG12)，第一开关晶体管 (G1)、第二开关晶体管 (G2) 的发射极共同连到分布式电源 (101) 的负极，分布式电源 (101) 的正极连到第一分变压器 (LG11) 和第二分变压器 (LG12) 的原边的相互连接端，第一开关晶体管 (G1)、第二开关晶体管 (G2) 的集电极分别连到第一分变压器 (LG11) 和第二分变压器 (LG12) 的原边的除了第一分变压器 (LG11) 和第二分变压器 (LG12) 的原边的相互连接端之外的另一端;第一分变压器 (LG11) 和第二分变压器 (LG12) 的副边的相互连接端与并联的第一储能元件 (BG1)、第一滤波电容 (CG1) 的一端相连，第一分变压器 (LG11) 和第二分变压器 (LG12) 的副边的除了第一分变压器 (LG11) 和第二分变压器 (LG12) 的副边的相互连接端之外的另一端分别经第一整流元件 (DG1)、第二整流元件 (DG2) 与并联的第一储能元件 (BG1)、第一滤波电容 (CG1) 的另一端相连，并联的第一储能元件 (BG1)、第一滤波电容(CG1) 的两端输出第三直流电压。

5.根据权利要求 2 的直流微电网配电系统 (1)，其中第二变换单元 (1022) 包括第二变压器 (LG2)、第三开关晶体管 (G3)、第三整流元件 (DG3) 以及第二滤波电容 (CG2)，其中第三开关晶体管 (G3) 的集电极连接第二变压器 (LG2) 的原边的一端，所述第三直流电压加在第二变压器 (LG2) 的原边的另一端与第三开关晶体管 (G3) 的发射极之间 ;第二变压器 (LG2) 的副边的一端连接到第三整流元件 (DG3) 的一端，第三整流元件(DG3) 的另一端和第二变压器 (LG2) 的副边的另一端之间连接有第二滤波电容 (CG2) 并输出第一直流电压。

6.根据权利要求 2 的直流微电网配电系统 (1)，其中变换器 (102) 包括 ：第一控制器 (1024)，用于感测第一电压，并根据第一电压并根据第一电压与第一直流电压的比控制第一变换单元 (1021) 和第二变换单元 (1022) 的电压适配。

7.根据权利要求 3 的直流微电网配电系统 (1)，其中第三变换单元 (1023) 包括第四整流元件 (D1)、储能电容 (Cn)、第四变压器 (T2)、第七整流元件 (D2)、第八整流元件 (Dc)、第三变压器 (T1)、第五整流元件 (D3)、第四开关晶体管(S)、第六整流元件 (Dn)、第三滤波电容 (Cf)、负载电阻 (RL)，其中第四整流元件 (D1)、储能电容 (Cn) 串联在分布式电源 (101) 的两端，分布式电源(101) 与第四整流元件 (D1) 连接的一端连接第三变压器 (T1) 的原边的一端，分布式电源

(101) 与储能电容 (Cn) 连接的一端通过串联的第四开关晶体管 (S)、第五整流元件 (D3) 连接第三变压器 (T1) 的原边的另一端，储能电容 (Cn) 与第四整流元件 (D1) 连接的一端还连接第四变压器 (T2) 的副边的一端，第四变压器 (T2) 的副边的另一端通过第七整流元件(D2) 连接到第五整流元件 (D3) 与第四开关晶体管 (S) 连接的一端 ;

第三变压器 (T1) 的副边的一端连接第六整流元件 (Dn) 的一端，第六整流元件 (Dn) 的另一端与第三变压器 (T1) 的副边的另一端之间连接有并联的第三滤波电容 (Cf) 和负载电阻 (RL) 并输出第二直流电压，第六整流元件 (Dn) 的所述另一端还连接第四开关晶体管 (S)与储能电容 (Cn) 连接的一端，第三变压器 (T1) 的副边的所述另一端还连接到第四变压器(T2) 的原边的一端，第四变压器 (T2) 的原边的另一端通过第八整流元件 (Dc) 连接到第四开关晶体管 (S) 与储能电容 (Cn) 连接的一端。