一种交直流数智微网的构建方法与流程

专利2025-07-15  18


本发明涉及交直流微网领域,尤其涉及一种新型的交直流数智微网的构建方法。


背景技术:

1、现有的直流微网均是基于特定的直流母线,相关直流源和负荷连接于该直流母线,由此形成的微型直流电路网络,通称直流微网;现有的交流微网也是基于特定的交流母线,由此形成的微型交流电路网络,通称交流微网。

2、在实际应用场景中,直流微网中剩余的直流电能需要并入交流微网,或交流微网的电能输送给直流微网;交流微网和直流微网之间就需要借助sop部件,将两个微网连接起来,构成新的交直流混合型微网,如图1所示。

3、在绝大多数现实直流微网或交流微网的实际应用场景中,交流微网部分和直流微网部分之间的能量交互过程,需要经过dc/dc或dc/ac或ac/dc的多次变换,多次变换将导致微网的电能利用效率下降、成本增加、拓扑复杂和可靠性下降。


技术实现思路

1、针对现有技术中出现的问题,本发明的目的是:提出一种新型的交直流数智微网的构建方法,源(交流源、直流源)、(电)网、(负)荷、储(能)可不分交流或直流属性直接接入,不分电压等级直接接入,不分单向或可逆属性直接接入功率节点型的工频能量路由器。

2、为了实现上述目的,本发明所采用的技术方案为:一种新型的交直流数智微网的构建方法是,由功率节点型工频能量路由器和外置连接的源网荷储构建而成;功率节点型工频能量路由器由能量通道和信息采集控制单元组成,能量通道与外部源网荷储形成对应电气连接,信息采集控制单元采集设置于能量通道回路中的所有传感器数据信息,信息采集控制单元中的信息,送至能量管理软件eps,eps根据采集到的传感器数据信息输出控制信息,对能量通道的源网荷储的电能幅值和流动实施控制,实现对源网荷储的消纳、传递和并网等目的和效果。

3、功率节点型工频能量路由器具有四个层结构,第一层面为接口层、第二层面为变换控制层、第三层是数字采集层和第四层面是能量交互层。

4、第一层面是根据实际接入的源网荷储的实际参数和工况,可对应设置为输入或输出或双向可逆接口模式、交流或直流接口模式和不同电压等级的接口模式;第二层面为变换控制层,对接入的直流电能通过dc/ac变换为交流工频电能,其幅值调节受控于信息采集控制单元的控制信息;第三层面是能量通道的电气回路中设置有传感器,对电气回路的电量或非电量或状态进行数字化采集,其采集信息送至信息采集控制单元的能量管理软件eps;第四层面是能量交互层,交互层设置有多个线圈绕组,所有线圈绕组设置于同一个闭合磁路,源网荷储对应的能量通道的接入对应线圈绕组,利用电磁感应原理,实现不同线圈绕组间电能的传递耦合。

5、与现有技术相比,本发明的有益效果在于:

6、现有技术中的交流微网和直流微网之间的能量交互,需要sop部件;本发明不再需要sop部件,源(交流源、直流源)、(电)网、(负)荷、储(能)可不分交流或直流属性直接接入,不分电压等级直接接入,不分单向或可逆属性直接接入功率节点型能量路由器;直流源接入不存在梯次多级变换现象,系统效率高;拓扑简单,控制算法简洁;造价低,易推广等;是光储充和有源配电站的经典便捷节能高效的拓扑实现结构。



技术特征:

1.一种交直流数智微网的构建方法,它由功率节点型工频能量路由器和连接源网荷储构建而成;其特征在于:功率节点型工频能量路由器由能量通道和信息采集控制单元组成,能量通道与外部源网荷储形成对应电气连接形成电气回路,信息采集控制单元采集设置于能量通道回路中的传感器数据的相关信息,信息采集控制单元中的能量管理软件eps,根据采集到的传感器数据信息对能量通道的源网荷储的电能的幅值和流动方向进行控制,实现对源网荷储的消纳、传递和并网发电的目的。

2.根据权利要求1所述的交直流数智微网的构建方法,其特征在于:功率节点型工频能量路由器具有四层结构,第一层为接口层、第二层为变换控制层、第三层是数字采集层和第四层面是能量交互层。

3.根据权利要求2所述的交直流数智微网的构建方法,其特征在于:第一层根据接入的源网荷储的实际工况,设定对应的输入或输出或双向可逆接口模式、交流或直流接口模式和不同电压等级的接口模式。

4.根据权利要求2所述的交直流数智微网的构建方法,其特征在于:第二层为变换控制层,若接入是直流电能,需通过dc/ac变换为工频交流电能,其dc/ac变换的输出幅值,受控于信息采集控制单元中能量管理软件eps产生的对应的控制信息。

5.根据权利要求2所述的交直流数智微网的构建方法,其特征在于:第三层是设置在能量通道的传感器,传感器对电气回路的电量或非电量或状态进行数字化采集,其采集信息送至信息采集控制单元的能量管理软件eps。

6.根据权利要求2所述的交直流数智微网的构建方法,其特征在于:第四层是能量交互层,能量交互层设置有多个线圈绕组,线圈绕组设置于同一个闭合磁路,能量通道接至对应的线圈绕组,利用电磁感应原理,实现线圈相关绕组间电能的传递和耦合。

7.根据权利要求1至6之一所述的交直流数智微网的构建方法,其特征在于:不再需要sop部件,交流源或直流源、电网、负荷、储能能够不分交流或直流属性、不分电压等级、不分单向或可逆属性地接入功率节点型能量路由器设定的对应端口。

8.一种交直流数智微网,其特征在于:它采用权利要求1至6之一所述的方法构建。

9.一种有源配电站,其特征在于:它采用权利要求1至6之一所述的方法构建。

10.一种光储充电站,其特征在于:它采用权利要求1至6之一所述的方法构建。


技术总结
本发明公开了一种交直流数智微网的构建方法,它由功率节点型工频能量路由器和连接源网荷储构建而成;功率节点型工频能量路由器由能量通道和信息采集控制单元组成,能量通道与外部源网荷储形成电气连接,信息采集控制单元从设置于能量通道回路中的传感器获取数据信息,由信息采集控制单元的能量管理软件EPS产生的控制信息,对能量通道的电能幅值和流动方向实现控制,达到对源网荷储的消纳、传递和并网等目的。

技术研发人员:庄平,薛建仁
受保护的技术使用者:南京苏特电气技术有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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