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发明专利︱一种分布式能源智能接入系统及其接入方法

2016-08-15 14:44来源:北极星输配电网关键词:变压器分布式能源发明专利收藏点赞

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具体实施方式

一种分布式能源智能接入系统,它包括公共电网11、交流母线和直流母线,光伏阵列1通过QF1开关与第一DC/DC转换器3连接,第一DC/DC转换器3通过QF3开关与直流母线连接;储能电池2通过QF2开关与第二DC/DC转换器4连接,第二DC/DC转换器4通过QF4开关与直流母线连接,直流母线与DC/AC智能双向逆变器9连接,DC/AC智能双向逆变器9通过QF9开关与交流母线连接,交流母线通过QF10开关与智能变压器10连接,智能变压器10与公共电网连接。

交流负载8通过QF8开关与交流母线连接;充电桩5交流输入口通过QF52开关与交流母线连接。

风力发电机6与AC-DC-AC转换器7连接,AC-DC-AC转换器7通过QF7开关与交流母线连接。

直流母线通过QF51开关与充电桩5直流输入口连接。

充电桩5为电动汽车交直流一体充电桩,有两种充电模式,包括充电连接器、主控制器、人机交互系统、直流充电电源、交直流回路单元。

所述智能变压器包括低压输入级,低压输入级与隔离级连接,隔离级与高压输出级连接;所述低压输入级包括LC滤波器和具有载波移相调制技术的电压源型逆变器,LC滤波器与电压源型逆变器连接;所述隔离级包括三相独立的双向全桥变换器和高频绝缘隔离变压器组成,双向全桥变换器与高频绝缘隔离变压器连接;所述输出级采用三相相互独立的具有载波移相调制技术VSC模块构成三相星形连接与公共电网连接。

所述智能变压器输入级采用有载波移相调制控制,隔离级采用空比控制或开环PWM控制,输出级采用有载波移相调制控制。

本发明采用的智能变压器是一种基于电压源型换流器,有低压输入级、隔离级、高压输出级,通过对低压输入级进行AC/DC变换后再将直流调制成高频信号经高频绝缘变压器耦合到高压输出级,再由高压输出级进行DC/AC变换,从而和公共电网相连。低压输入级采用三相四线制结构,每相设置独立的电压源型逆变器,由于低压侧电流比较大,每相设置一个LC滤波器,能量经LC滤波器流入各相电压源型逆变器,低压输入级每相功率模块的个数由输送功率、输入电压和电力电子器件(IGBT)的耐压等级三个方面来确定,低压输入级的各相功率模块采用并联方式级联。隔离级由三相独立的双向全桥变换器和高频绝缘隔离变压器组成,能量可双向流动,双向全桥变换器的低压部分和低压输入级相连,双向全桥变换器的高压部分和高压输出级相连。高压输出级采用单相VSC模块串并联的级联方式与公共电网电压相匹配,每相模块数为10kV除以电力电子器件(IGBT)的耐压等级来确定,本发明智能变压器利用载波移相调制技术提高等效开关频率,可降低对boost电感谐波抑制的要求,并且具有响应速度快、电磁兼容性好等优点。

所述DC/AC智能双向逆变器包括整流逆变器,分布式能源经过直流断路器和电容防反二极管串联电路后与整流逆变器连接,整流逆变器输出端与三相隔离变压器输入端连接,三相隔离变压器输出端与交流断路器连接,交流断路器与交流母线连接。

所述交流母线上并联有交流防雷器。

一种分布式能源智能接入系统的接入方法,它包括:光伏阵列、储能电池通过直流母线向充电桩供直流电;光伏阵列的电能通过DC/DC变换后送至直流母线,再通过DC/AC智能双向逆变器转换为交流电后送至交流母线,再通过智能变压器后送至公共电网;白天光伏阵列给储能电池充电,夜晚储能电池通过智能变压器从公共电网取电进行充电;风力发电机通过AC-DC-AC转换器后,将交流电送至交流母线,然后通过智能变压器送至公共电网。

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