独立多母线交流型微电网的制作方法

1.本实用新型涉及一种微电网结构，尤其涉及一种独立多母线交流型微电网。


背景技术：

2.微电网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统。微电网的提出旨在实现分布式电源的灵活、高效应用，解决数量庞大、形式多样的分布式电源并网问题。
3.然而，现有的独立型微电网结构较为单一，不能根据实际需要进行扩展。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种独立多母线交流型微电网，可以有效解决上述问题。
5.本实用新型是这样实现的：
6.一种独立多母线交流型微电网，其由主电网端以及微电网扩展端组成：
7.所述主电网端包括第一母线，以及并联设置于所述第一母线上的同步发电机、der模组、负载以及储能单元；
8.所述微电网扩展端包括顺序串联的并网点、主开关以及接口开关，所述接口开关用于接次电网端；所述次电网端包括第二母线，以及并联设置于所述第二母线上的同步发电机、der模组、负载以及储能单元。
9.作为进一步改进的，所述微电网进一步包括多个微电网扩展端。
10.作为进一步改进的，所述储能单元与母线之间进一步串联双向变流器。
11.作为进一步改进的，所述双向变流器包括逆变器、电容器、第一电感、负载、第二电感、第一通讯开关以及第二通讯开关。
12.作为进一步改进的，所述微电网进一步包括多个断路器，分别设置于所述同步发电机、所述der模组、所述负载以及所述储能单元的线路上。
13.作为进一步改进的，所述微电网进一步包第三母线，且在所述第三母线上并联der模组以及重要负载；当微电网整体电力供应不足时，通过开关以及断路器控制，预先保证所述重要负载的供电。
14.本实用新型的有益效果是：通过在所述微电网端进一步设置微电网扩展端，且所述微电网扩展端包括顺序串联的并网点、主开关以及接口开关，所述接口开关用于接次电网端；从而方便所述微电网端的进一步扩展。另外，通过在所述储能单元端设置双向变流器，从而可以实现负载的不间断供电。最后，通过双向变流器的输入电压的调节，还可以实现能量在多个双向变流器之间的可控流动，尤其当微电网整体电力供应不足时，可以通过开关以及断路器控制，预先保证所述重要负载的供电。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要
使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
16.图1是本实用新型实施例提供的独立多母线交流型微电网的结构示意图。
17.图2是本实用新型实施例提供的独立多母线交流型微电网中储能单元的结构示意图。
具体实施方式
18.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
19.在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
20.参照图1所示，本实用新型实施例提供一种独立多母线交流型微电网，由主电网端以及微电网扩展端组成。
21.所述主电网端包括第一母线21，以及并联设置于所述第一母线21上的同步发电机16、der模组17、负载19以及储能单元20。所述微电网扩展端包括顺序串联的并网点12、主开关13以及接口开关14，所述接口开关14用于接次电网端；所述次电网端包括第二母线23，以及并联设置于所述第二母线23上的同步发电机16、der模组17、负载19以及储能单元20。其中，所述der模组17(distributed energy resource)包含光伏和/或风电等分布式能源。
22.作为进一步改进的，所述独立多母线交流型微电网包括多个微电网扩展端。
23.作为进一步改进的，所述储能单元20与母线之间进一步串联双向变流器22。
24.作为进一步改进的，所述双向变流器22包括逆变器221、电容器222、第一电感223、负载19、第二电感226、第一通讯开关225以及第二通讯开关227。具体的，所述逆变器221的输入端顺序连接所述第一电感223、第二电感226、第二通讯开关227以及母线21；所述逆变器221的输出端串接所述负载19；所述第一通讯开关225一端连接负载，另一端连接于所述第一电感223以及所述第二电感226之间；所述电容器222的一端连接于所述第一电感223以及所述第二电感226之间，另一端连接所述逆变器221的输出端。所述电容器222以及所述第一电感223用于对输出的交流输出滤波。另外，通过第一通讯开关225以及第二通讯开关227可以实现功率的可控流动。
25.作为进一步改进的，所述独立多母线交流型微电网进一步包括多个断路器18，分别设置于所述同步发电机16、所述der模组17、所述负载19以及所述储能单元20的线路上。
作为进一步改进的，所述微电网进一步包第三母线24，且在所述第三母线24上并联der模组17以及重要负载25。当系统电力供应不足时，通过开关以及断路器控制，预先保证所述重要负载25的供电。
26.在微电网的结构中，储能单元20是整个微电网可以保持平稳、持续运行的重要单元。因此，需要对所述储能单元20的性能进行实时监控。
27.作为进一步改进的，所述储能单元20包括多个储能电池组，且每一储能电池组包括：电池模块200、管理模块201、温度传感器202、负温度系数热敏电阻203、内存204、通讯模块205。所述负温度系数热敏电阻203串联于所述温度传感器202以及所述管理模块201之间，且所述负温度系数热敏电阻203以及所述温度传感器202均贴合设置于所述电池模块200的表面。所述通讯模块205设置于所述管理模块201的输出端。所述负温度系数热敏电阻203在高于所述电池模块200的工作温度时，处于低阻导通状态，使得所述管理模块201处于获取所述电池模块200的过温工作次数并记录过温工作次数更新存储于所述内存204中；所述通讯模块205用于将存储于所述内存204中的过温工作次数以及原始记录于所述内存204中的电池模块200的出厂信息发送给外部处理端30。进一步的，所述管理模块201进一步用于获取所述电池模块200的充电次数并记录充电次数更新存储于所述内存204中。
28.所述负温度系数热敏电阻203可以选择高于所述电池模块200的工作温度55℃时，处于低阻导通状态，即，电阻值低于10欧姆的材料。所述外部处理端30用于获取每一储能电池组的过温工作次数、以及充电次数；并根据该储能电池组的出厂信息，判断所述储能电池组的使用寿命。优选的，所述外部处理端30用于每间隔单位时间获取每一储能电池组的过温工作次数、以及充电次数；并根据该储能电池组的出厂信息，判断所述储能电池组的使用寿命。所述间隔单位时间为15～30天。另外，如果在单位时间内，该储能电池组的过温工作次数超过设定值时，进行预警并及时更换。另外，所述外部处理端进一步用于根据所述储能电池组的充电次数以及出厂信息获取所述储能电池组的容量衰减变化，并根据其容量衰减情况，获取该储能电池组的优选充电方案。其中，所述容量衰减情况可以根据该储能电池组的标准测试数据获得。具体的，可以根据电池厂商测试其标准电池的充放电数据的衰减容量进行推定。例如，储能电池组的标准电池充电次数，如下：充放电100次其容量衰减到95％；300次衰减到90％；600次衰减到85％；1000次衰减到80％。
29.所述优选充电方案为：
30.s1，使用大电流进行快速充电到所述储能电池组实际容量的95％；
31.s2，使用微小的脉冲电流缓慢对所述储能电池组实际剩余容量的5％进行补充充电。
32.定义该储能电池组的初始容量为c，容量衰减为0.95c、0.9c、0.85c以及0.8c等。具体的，对于初始的储能电池组，可使用大电流进行快速充电到95％左右，然后使用微小的脉冲电流进行补充充电。换言之，如果容量衰减到0.95c，先使用大电流进行快速充电到0.95*0.95c，然后用微小的脉冲电流充电0.05*0.95c。
33.另外，对于独立多母线交流型微电网，即离网型微电网的储能配置，由微电网中的负荷容量来决定；微电网离网运行时，储能系统按照白天充电、晚上放电的方式工作。
34.首先，离网储能电池的功率至少在一年内任一时间段t都应满足：
35.p
es,t
≥max∣p
l,t
‑
(p
wg,t
+p
pv,t
)∣
36.式中p
es,t
为储能电池的额定功率；p
l,t
为微电网的荷载，p
wg,t
为风力发电机的瞬时功率，p
pv,t
为光伏发电的瞬时功率。
37.白天6：00～18:00，光伏和风力发电供给负载，多余的部分向储能电池充电。同时，对于电池储能系统，系统的运行功率应在允许的充放电倍率范围内，超过允许的soc范围时，禁止储能电池运行，当储能电池的soc达到soc
max
，停止充电。储能电池的充电电量为：
38.e
es,ch
＝max[e
l,d
‑
(e
wg
+e
pv
)]
[0039]
式中：e
es,ch
为储能电池的充电电量，用负值代表。e
l,d
为夜间负荷所需的电量正值。e
wg
为风力发电提供的电量正值，e
pv
为光伏发电提供的电量正值。
[0040]
夜间18:00～6:00，负载的供电需求来自于风机和储能电池，当储能电池的当储能电池的soc到达soc
min
时，停止放电。储能电池的放电电电量为：
[0041]
e
es,dis
＝max(e
l,n
‑
e
wg
)
[0042]
式中：e
es,dis
为储能电池的放电电量正值；e
l,n
为夜晚负荷所需的电量正值。
[0043]
以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。