本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及分布式發(fā)電技術(shù)，旨在提供一種基于直流局域網(wǎng)的分布式發(fā)電系統(tǒng)及控制方法。該系統(tǒng)包括分離布置的多臺(tái)發(fā)電裝置，以及直流母線構(gòu)成的DC局域網(wǎng)；所述發(fā)電裝置是直流發(fā)電裝置或交流發(fā)電裝置中的至少一種，并通過(guò)一一對(duì)應(yīng)的協(xié)調(diào)器并聯(lián)接入DC局域網(wǎng)。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)屬于新能源的分布式發(fā)電的技術(shù)創(chuàng)新，十分有利于風(fēng)力與光伏發(fā)電資源的規(guī)模化采集和開(kāi)發(fā)利用。通過(guò)本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)將多個(gè)光伏或風(fēng)力發(fā)電裝置的電能匯集到DC局域網(wǎng)，形成直流供電；或通過(guò)大中型逆變器交流供電；或通過(guò)大中型逆變器并入市電。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)將顯著改進(jìn)由多臺(tái)微型新能源發(fā)電裝置組成系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能、簡(jiǎn)化并網(wǎng)控制要求、提高并網(wǎng)可靠性，有利于風(fēng)力與光伏發(fā)電資源的規(guī)模化采集和開(kāi)發(fā)利用。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及分布式發(fā)電技木。本專(zhuān)利技術(shù)是一種新穎的分布式發(fā)電系統(tǒng)，應(yīng)用于小型風(fēng)カ發(fā)電與光伏發(fā)電(太陽(yáng)能電池)的發(fā)電，尤其適合于由小型風(fēng)カ發(fā)電與光伏發(fā)電陣列組成的大中型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
新能源發(fā)電有離網(wǎng)與并網(wǎng)兩種利用方式，并網(wǎng)發(fā)電是新能源大規(guī)模利用的有效途徑，離網(wǎng)發(fā)電則能體現(xiàn)新能源分散發(fā)電的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)自然資源稟賦的特點(diǎn)，新能源并網(wǎng)發(fā)電本身往往采取分布式并網(wǎng)形式，由多臺(tái)發(fā)電裝置共同組網(wǎng)也是規(guī)模化離網(wǎng)發(fā)電的ー種趨勢(shì)。 對(duì)于并網(wǎng)發(fā)電，微型逆變器是當(dāng)前能夠?qū)崿F(xiàn)小型新能源并網(wǎng)發(fā)電的實(shí)用途徑，在許多地區(qū)還是充分利用自然資源的重要手段，而由小型風(fēng)カ發(fā)電與光伏發(fā)電陣列組成的大型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，更是一種適應(yīng)性非常強(qiáng)的新能源開(kāi)發(fā)方式。另ー方面，由于新能源并網(wǎng)對(duì)于并網(wǎng)逆變器的要求非常嚴(yán)格，其中微型并網(wǎng)逆變器的控制并不會(huì)比中、大型并網(wǎng)逆變器簡(jiǎn)單多少。因此，微型并網(wǎng)逆變器在可靠性、高性能與成本約束等方面明顯不如大型并網(wǎng)逆變器。目前由微型并網(wǎng)逆變器來(lái)組成大中型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，無(wú)論從運(yùn)行可靠性、系統(tǒng)成本，還是從安裝成本、維護(hù)性來(lái)說(shuō)，都還存在很多問(wèn)題。通過(guò)將多個(gè)中小型新能源發(fā)電裝置發(fā)出的電能匯集到DC局域網(wǎng)，然后通過(guò)大中型并網(wǎng)逆變器向市電送電，能簡(jiǎn)化分布式并網(wǎng)發(fā)電的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，同時(shí)在離網(wǎng)情況下也能相對(duì)容易地想負(fù)載提供交流電源；DC局域網(wǎng)本身就能向直流負(fù)載提供電力，從而提高用電效率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)要解決的技術(shù)問(wèn)題是，如何克服現(xiàn)有技術(shù)中由小型新能源發(fā)電裝置組成大中型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)必須使用微型逆變器的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)瓶頸問(wèn)題，從而提供一種既能充分利用小微新能源發(fā)電群資源，又能避免使用微型逆變器的大中型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)技木。為解決此技術(shù)問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)提出的解決方案是提供一種基于直流局域網(wǎng)的分布式發(fā)電系統(tǒng)，包括分離布置的多臺(tái)發(fā)電裝置；該系統(tǒng)還包括DC局域網(wǎng)，是包括正負(fù)電纜的直流母線；所述發(fā)電裝置是直流發(fā)電裝置或交流發(fā)電裝置中的至少ー種，并通過(guò)一一對(duì)應(yīng)的協(xié)調(diào)器并聯(lián)接入DC局域網(wǎng)；對(duì)于直流發(fā)電裝置，所述協(xié)調(diào)器由DC/DC變流單元構(gòu)成，通過(guò)控制其輸入與輸出之間的電壓升降或輸入電流達(dá)到控制輸入功率的目的；對(duì)于交流發(fā)電裝置，所述協(xié)調(diào)器由整流単元與DC/DC變流單元組成，整流単元的DC端接DC/DC變流單元的輸入，整流単元的AC端和DC/DC變流單元的輸出分別為協(xié)調(diào)器的輸入與輸出。本專(zhuān)利技術(shù)中，所述DC局域網(wǎng)通過(guò)逆變器接至交流電網(wǎng)或交流負(fù)載；或者，所述DC局域網(wǎng)直接與直流負(fù)載相接。本專(zhuān)利技術(shù)中，還包括至少一臺(tái)儲(chǔ)能裝置；所述儲(chǔ)能裝置是直流儲(chǔ)能裝置或交流儲(chǔ)能裝置中的至少一種；對(duì)于直流儲(chǔ)能裝置，所述DC局域網(wǎng)通過(guò)一一對(duì)應(yīng)的協(xié)調(diào)器與儲(chǔ)能裝置相接，所述協(xié)調(diào)器為雙向DC/DC變流單元，協(xié)調(diào)器的輸入和輸出分別接直流儲(chǔ)能裝置和DC局域網(wǎng)；對(duì)于交流儲(chǔ)能裝置，所述DC局域網(wǎng)通過(guò)一一對(duì)應(yīng)的協(xié)調(diào)器與儲(chǔ)能裝置相接，所述協(xié)調(diào)器為雙向AC/DC變流單元，協(xié)調(diào)器的輸入和輸出分別接交流儲(chǔ)能裝置和DC局域網(wǎng)。本專(zhuān)利技術(shù)中，所述DC/DC變流單元由LLC電路構(gòu)成。本專(zhuān)利技術(shù)中，所述直流發(fā)電裝置是光伏發(fā)電裝置、燃料電池或直流發(fā)電機(jī)；所述交流發(fā)電裝置是風(fēng)力發(fā)電機(jī)。本專(zhuān)利技術(shù)進(jìn)一步提供了一種基于前述系統(tǒng)的分布式發(fā)電控制方法，是利用協(xié)調(diào)器將 多個(gè)直流發(fā)電裝置或交流發(fā)電裝置的電能匯集到DC局域網(wǎng)，形成直流供電；或者進(jìn)一步通過(guò)逆變器實(shí)現(xiàn)交流供電或并網(wǎng)供電。系統(tǒng)并網(wǎng)發(fā)電時(shí)，每臺(tái)協(xié)調(diào)器的輸入電流按照對(duì)應(yīng)的發(fā)電裝置實(shí)現(xiàn)其最大功率點(diǎn)來(lái)控制，而逆變器通過(guò)控制向電網(wǎng)輸出功率來(lái)穩(wěn)定DC局域網(wǎng)的電壓；系統(tǒng)離網(wǎng)發(fā)電時(shí)，每臺(tái)協(xié)調(diào)器的輸入電流按照對(duì)應(yīng)的發(fā)電裝置實(shí)現(xiàn)其最大功率點(diǎn)來(lái)控制，一旦DC局域網(wǎng)的電壓達(dá)到其上限時(shí)，則通過(guò)限制協(xié)調(diào)器的輸入功率來(lái)穩(wěn)定DC局域網(wǎng)的電壓；如DC局域網(wǎng)通過(guò)逆變器接至交流負(fù)載，則通過(guò)控制逆變器輸出穩(wěn)定的交流電壓。本專(zhuān)利技術(shù)的有益效果本專(zhuān)利技術(shù)顯著改進(jìn)了由多臺(tái)微型新能源發(fā)電裝置組成系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能(I)將分布式并網(wǎng)發(fā)電裝置的功能分解為多臺(tái)協(xié)調(diào)器與單臺(tái)(或少數(shù)幾臺(tái))并網(wǎng)逆變器，簡(jiǎn)化并網(wǎng)結(jié)構(gòu)、提高可靠性；(2)系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，方便生產(chǎn)與維護(hù)，易于改變系統(tǒng)并網(wǎng)規(guī)模；(3)應(yīng)用協(xié)調(diào)器應(yīng)對(duì)眾多微小新能源電源，顯著降低發(fā)電系統(tǒng)成本；(4)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)適應(yīng)性強(qiáng)，便于構(gòu)成風(fēng)電、光伏的單獨(dú)或是混合的發(fā)電系統(tǒng)；(5)可以利用DC局域網(wǎng)供電，提高用電效率、簡(jiǎn)化負(fù)載電路；(6)離網(wǎng)時(shí)，由單臺(tái)或幾臺(tái)大中型逆變器組成交流局域網(wǎng)供電系統(tǒng)簡(jiǎn)單易行。(7)帶儲(chǔ)能裝置的分布式風(fēng)光混合直流發(fā)電/供電系統(tǒng)，系統(tǒng)簡(jiǎn)潔。基于上述可貴特點(diǎn)，本專(zhuān)利技術(shù)屬于新能源的分布式發(fā)電的技術(shù)創(chuàng)新，十分有利于風(fēng)力與光伏發(fā)電資源的規(guī)模化采集和開(kāi)發(fā)利用。附圖說(shuō)明圖I是本專(zhuān)利技術(shù)的分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)；圖2是用于直流發(fā)電裝置的協(xié)調(diào)器；圖3是用于交流發(fā)電裝置的協(xié)調(diào)器；圖4是二相整流橋；圖5是半橋隔離型DC/DC變流單元；圖6是一種LLC型DC/DC變流單元；圖7是一種雙向DC/DC變流單元；圖8是一種雙向AC/DC變流單元；圖9帶儲(chǔ)能裝置的分布式發(fā)電系統(tǒng)；圖10是ー種帶儲(chǔ)能裝置的分布式風(fēng)光混合發(fā)電路燈系統(tǒng)。具體實(shí)施例方式本專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)現(xiàn)原理本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種新穎的分布式發(fā)電系統(tǒng)，利用協(xié)調(diào)器將多個(gè)光伏或風(fēng)カ發(fā)電裝置的電能匯集到DC局域網(wǎng)，形成直流供電；或通過(guò)大中型逆變器交流供電；或通過(guò)大中型逆變器并入市電。所謂DC局域網(wǎng)就是包括正負(fù)電纜的直流母線，它向分布式能源與直流負(fù)載或交流電網(wǎng)提供一個(gè)中間鏈接平臺(tái)。對(duì)于分布式并網(wǎng)發(fā)電，利用DC局域網(wǎng)概念，將常規(guī)的并網(wǎng)逆變系統(tǒng)分解為多個(gè)協(xié) 調(diào)器和大中型并網(wǎng)逆變器兩部分，通過(guò)DC局域網(wǎng)將其連接在一起，構(gòu)成小型風(fēng)カ發(fā)電或光伏發(fā)電陣列組成的大中型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。本專(zhuān)利技術(shù)將顯著改進(jìn)由多臺(tái)微型新能源發(fā)電裝置所組成系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能、簡(jiǎn)化并網(wǎng)控制要求、提高并網(wǎng)可靠性，十分有利于風(fēng)カ與光伏發(fā)電資源的規(guī)模化采集和開(kāi)發(fā)利用。光伏、燃料電池、直流發(fā)電機(jī)等發(fā)電裝置提供的是直流電源，而風(fēng)カ發(fā)電機(jī)等發(fā)電裝置提供的是交流電源。本專(zhuān)利技術(shù)提出的分布式發(fā)電系統(tǒng)由多臺(tái)發(fā)電裝置及一一對(duì)應(yīng)的多臺(tái)協(xié)調(diào)器、DC局域網(wǎng)、以及一臺(tái)或多臺(tái)逆變器構(gòu)成，多臺(tái)發(fā)電裝置是由直流發(fā)電裝置或交流發(fā)電裝置単獨(dú)或兩者共同構(gòu)成的，協(xié)調(diào)器的輸入與輸出分別接發(fā)電裝置與DC局域網(wǎng)，逆變器的輸入與輸出分別接DC局域網(wǎng)、交流電網(wǎng)或交流負(fù)載。對(duì)于直流發(fā)電裝置，其對(duì)應(yīng)的協(xié)調(diào)器由DC/DC變流單元組成，通過(guò)控制其輸入與輸出之間的電壓升降或輸入電流達(dá)到控制輸入功率的目的；對(duì)于交流發(fā)電機(jī)，其對(duì)應(yīng)的協(xié)調(diào)器由整流單元與DC/DC變流單元組成，整流單元的DC端接DC/DC變流單元的輸入，整流單元的AC端與DC/DC變流單元的輸出分別為協(xié)調(diào)器的輸入與輸出。系統(tǒng)并網(wǎng)發(fā)電時(shí)，每臺(tái)協(xié)調(diào)器的輸入電流按照對(duì)應(yīng)的發(fā)電裝置實(shí)現(xiàn)其最大功率點(diǎn)來(lái)控制，而逆變器通過(guò)控制向電網(wǎng)輸出功率來(lái)穩(wěn)定DC局域網(wǎng)的DC電壓；系統(tǒng)離網(wǎng)發(fā)電時(shí)，每臺(tái)協(xié)調(diào)器的輸入電流按照對(duì)應(yīng)的發(fā)電裝置實(shí)現(xiàn)其最大功率點(diǎn)來(lái)控制，一旦DC局域網(wǎng)的電壓達(dá)到其上限時(shí)，系統(tǒng)將通過(guò)限制協(xié)調(diào)器的輸入功率來(lái)穩(wěn)定DC局域網(wǎng)的DC電壓。如DC局域網(wǎng)通過(guò)逆變器接至交流負(fù)載，則通過(guò)控制逆變器輸出穩(wěn)定的交流電壓。這里所謂的限制協(xié)調(diào)器的輸入功率，是由協(xié)調(diào)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。對(duì)于帶儲(chǔ)能的分布式系統(tǒng)，在DC局域網(wǎng)上通過(guò)協(xié)調(diào)器掛上蓄能裝置。系統(tǒng)中所有的協(xié)調(diào)器輸出端都是并接在DC局域本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于直流局域網(wǎng)的分布式發(fā)電系統(tǒng)，包括分離布置的多臺(tái)發(fā)電裝置，其特征在于，該系統(tǒng)還包括DC局域網(wǎng)，是包括正負(fù)電纜的直流母線；所述發(fā)電裝置是直流發(fā)電裝置或交流發(fā)電裝置中的至少一種，并通過(guò)一一對(duì)應(yīng)的協(xié)調(diào)器并聯(lián)接入DC局域網(wǎng)； 對(duì)于直流發(fā)電裝置，所述協(xié)調(diào)器由DC/DC變流單元構(gòu)成，通過(guò)控制其輸入與輸出之間的電壓升降或輸入電流達(dá)到控制輸入功率的目的；對(duì)于交流發(fā)電裝置，所述協(xié)調(diào)器由整流單元與DC/DC變流單元組成，整流單元的DC端接DC/DC變流單元的輸入，整流單元的AC端和DC/DC變流單元的輸出分別為協(xié)調(diào)器的輸入與輸出。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述DC局域網(wǎng)通過(guò)逆變器接至交流電網(wǎng)或交流負(fù)載；或者，所述DC局域網(wǎng)直接與直流負(fù)載相接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括至少一臺(tái)儲(chǔ)能裝置；所述儲(chǔ)能裝置是直流儲(chǔ)能裝置或交流儲(chǔ)能裝置中的至少一種；對(duì)于直流儲(chǔ)能裝置，所述DC局域網(wǎng)通過(guò)一一對(duì)應(yīng)的協(xié)調(diào)器與儲(chǔ)能裝置相接，所述協(xié)調(diào)器為雙向DC/DC變流單元，協(xié)調(diào)器的輸入和輸出分別接直流儲(chǔ)能裝置和DC局域網(wǎng)；對(duì)于交流儲(chǔ)能裝置，所述DC局域...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：呂遙，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：呂遙，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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