电力电子设备在微电网中的应用

1、电力电子设备在微电网(dinwng)中的应用 张喆 共四十三页什么(shn me)是微电网微电网 Micro-Grid 是一组微电源(dinyun)、负载、储能系统和控制装置构成的系统单元。微与之相对应的是“大” 大电网即国家电网、区域电网、省电网、 以及城市电网、居民区的配电网。 微电源 Micro-Source 一组、或者多组太阳能电池组件加一个并网逆变器 一台柴油机、一台微型燃气轮机 一台或者多台小型风力发电机 一组蓄电池、燃料电池和DC/DC、DC/AC设备 大电源 火力发电厂、水力电站、核电站共四十三页微电网(dinwng)结构直流母线微电网(dinwng)结构军队由于直流设备比较多

2、，对这样的系统比较青睐！共四十三页微电网(dinwng)结构交流微电网(dinwng)结构Pcc:公共连接点是微电网和大电网的连接点。Pcc连接，微电网处于并网状态断开，微电网处于孤网运行状态共四十三页智能(zh nn)电网大电网(dinwng)若干个不同形式的微电网，和大电网连接的电力网络，就是意义上的智能电网。共四十三页微电网(dinwng)的意义微电网可以提高电力系统的安全性和可靠性 2008年的特大雪灾、汶川地震由于电力系统的节点被损坏导致部分区域电网无法工作，给救灾工作、人民生活带来影响。微电网可以促进太阳能、风能等可再生能源的发展微电网可以提高配电网系统的供电可靠性和提高供电的电能

3、质量 配电网出现故障(gzhng)，微电网可以继续供电，直至配电网恢复工作。 微电网建设在我国、可以延缓大电网建设、降低网损、适合新农村电网建设共四十三页微电源(dinyun)的种类微型(wixng)燃气轮机燃料电池超级电容中小功率风力发电机共四十三页电力(dinl)电子设备DC/DC设备 DC/DC即直流之间电压变换(binhun)。 主要用于直流电的升压或者降压。离网系统中，特别是单相的小系统，蓄电池的电压往往是24v-48v。 如果把48v蓄电池直接接在离网逆变器电路的直流侧，逆变器电路是不工作的。根据电力电子变换的原理，如果想得到220V的交流电压，直流侧的直流电压要在350V左右。科

4、华标准化机柜产品太阳能控制器、风能控制器集成在19英寸机柜中共四十三页三种基本的DC/DC电路(dinl)形式VinVoLIoSDVinVoDLIoS1DS2VinVoDLIoSVo=Vin *D/(1-D)Vo=Vin *DVo=Vin /(1-D)VoVin, 升压型电路VoVin, 当DVin 当D0.5 升降压型电路电力电子设备共四十三页电力(dinl)电子设备微电网系统中，除了我们熟悉的铅酸系列蓄电池、锂电池以外，超级电容、燃料电池也是直流输入。由于超级电容、燃料电池目前的成本过大，在现有的示范项目中不可能大规模使用。所以(suy)串联电压等级不会很高。需要使用专用的DC-DC设备。

5、目前针对市场上比较成熟的能够商业化的-磷酸型碱性燃料电池PAFC 科华已经研发出专用的DC-DC设备。 （特别指出、燃料电池不是一种储能设备）针对超级电容共四十三页电力(dinl)电子设备超级电容多为双电层结构，其活性炭电级和电解质之间是空间分布结构。可以用多个电容器的串并联描述它的特性。在超级电容的充/放电过程中，端电压范围变化很大，必须用DC-DC设备做为接口电路来调节超级电容的充电和放电。 同时充电、放电的DC-AC设备是必须是双向的。超级电容充放电，因为不是化学反应，所以它可以克服化学电池的很多不足。比如在电力系统中可以迅速准确的补偿系统所需的有功(yu n)和无功。科华超级电容逆变器

6、共四十三页电力(dinl)电子设备科华中(Huzhng)、大功率并网逆变器共四十三页电力(dinl)电子设备传统的并网逆变器，多属于不可调度型。目前并网逆变器只能工作在单一的并网模式下。电网不工作，逆变器就停机。 传统的并网逆变器只有一个(y )功能，就是通过MPPT,最大限度的输出电流，无法精确控制。当负荷消耗不了，只能输送到上一级电网，或者通过防逆流装置，限制功率。 传统的并网逆变器，往往在直流侧串入一个平波用的大电感，系统的动态性变差，不能在微电网中做为主要控制电源使用。共四十三页电力(dinl)电子设备科华7月份在青海玉树宗达寺离网系统组件(z jin)90KW逆变器100KVA控制器

7、348V300A离网系统可认为是典型的微电网系统共四十三页光伏组件(z jin)蓄电池组直流设备(shbi)SPC348/300交流设备三相系统，含多种感性负载UK3310-33500电力电子设备传统的离网逆变器，等效为电压源优点可以给各种负载提供稳定的电压和频率共四十三页电力(dinl)电子设备四川石渠县柴光互补(h b)项目2012年9月蓄电池电压220V逆变器80KVA带柴油机这个系统可以认为是多电源微网系统共四十三页光伏组件(z jin)蓄电池组直流设备(shbi)SPC192/220XXX交流设备如果蓄电池组过大，需要很大的充电电流，需要外挂充电器UK3310-33500电力电子设备

8、共四十三页SPC048系列(xli)投切式光伏离网控制器技术特点1、48V30-200A3、中英文大屏幕LCD显示屏：具有发电量统计、历史记录功能4、数字化控制技术5、采用低损耗，长寿命的MOSFET场效应管作为控制器的主要开关器件；6、负载回路采用直流专用接触器，无压降损耗7、48V通信用用共正极接地系统8、二次下电功能9、自动油机开启功能10、完善保护功能：PV板反接、电池过压、欠压断开功能11、完善的通信接口：干接点、RS232、RS48512、可标准(biozhn)19英寸机柜安装或者壁挂安装共四十三页SPC048原理(yunl)框图-PWM方式MC9S08DZ96CPULCDDS时钟

9、(shzhng)存贮芯片次要负载48V电池J1 防反接保护电源按钮PV输入1防过压保护干接点接口板RS485电子开关1电子开关6PV输入6重要负载J2共四十三页科华风光发电系统(xtng)互补海边试验场风光(fnggung)柴混合控制系统海水淡化系统科华2kW风机海岛微电网应用共四十三页风光互补海水淡化应用(yngyng)系统图防雷箱控制箱发电机输入(shr)空开48V600AH蓄电池组WPC048-40A逆变器DJN3000-KSPC048050PV板2000W海水淡化机PV：2000W风机：3D100 1台蓄电池：600AH48V逆变器：DJN3000-K日产淡水：1吨3D100共四十三页

10、微网研究(ynji)如何把多种能源形式整合在一个系统中是科华未来几年的研究方向。在市场(shchng)反馈的情况来看，国内的西北地区、非洲不发达地区。大容量无电地区的太阳能集中供电系统，正在取代以往的户用系统。（控制逆变一体机） 此图为科华大容量离网供集中供电系统的解决方案离网逆变器不能直接并联，需要做电压源逆变器的并机，否则会电压源短路这种方案的最大缺点，蓄电池充放电次数多，如果减少蓄电池投资，光伏组件造成浪费。共四十三页微网研究(ynji)电压(diny)源逆变器VSI电流源逆变器CSI负载一种混合离网供电系统，电压源逆变器做为电流源逆变器的u/f数据参考。蓄电池充当功率平衡角色组件蓄电池

11、共四十三页微网研究(ynji)传统的并网逆变器，属于电流控制。无电网（电压源）时，无法工作。 由于并网逆变器的先天不足，微电网在孤网运行时需要一种可以组网（模拟同步发电机输出特性）的微网专用逆变器。微网逆变的设计依据 光伏阵列不直接连接并网逆变器，而是通过DC-DC连接在储能设备(shbi)上，再把储能设备(shbi)的电压做为直流母线的基准逆变到电网上，同时在DC-DC环节实现了MPPT,这种设备可以对储能设备做P/Q调节，在并网点输出有功和无功功率，输出功率的大小根据并网点的电压频率控制。同时做为主电源（组网电源）为其他电源提供电压和频率的参考。共四十三页微网研究(ynji) 倒下垂控制

12、并网点频率过低、逆变器加大有功(yu n)输出。 并网点电压过低、逆变器加大无功输出。并网模式孤网模式逻辑开关物理开关负载电网控制器VSI逆变器共四十三页微网研究(ynji)当电网正常时 微电源提供的电能足够负载使用时，使用微电源的能量。 微电源能量不足时，电网补足。 微点源能量富余，余电上网。 此时，逆变器工作在并网模式，电流控制模式。当电网异常时 VSI逆变器切换到孤网模式，采用(ciyng)电压控制模式。 VSI逆变器为整个微电网提供U/F支撑。共四十三页微网研究(ynji) 微网逆变器的研究难点和问题： 1.微网灵活(ln hu)多变，微电源种类灵活(ln hu)多变。谁来组网？ 2.

13、如何做到并网到孤网之间的平滑切换？算法种类繁多。 3.微电源的种类，决定了算法的使用！ 4.光伏、风电这类的可再生能源随时性的功率波动，对微电网并网电PCC的影响，以及对控制系统的影响如何处理？ 5.储能设备容量如何确定，以及相关的能量管理系统。 共四十三页微网研究(ynji)在未来一段时间内，微电网系统仍将会处于示范阶段，各种微电源应该会在各个(gg)示范区内集中使用。类似上图这样的应用会比较多共四十三页科华微碳园区(yun q)7.光伏发电(fdin)区4.农业大棚区2.工业区1.商业区3.民用区6.储能电站5.离岛系统9.道路照明系统8.新能源电动汽车充电站共四十三页科华微碳园区(yun

14、 q)共四十三页工业区(风光(fnggung)互补供电)共四十三页民用区（分布式风光互补(h b)供电系统）共四十三页农业(nngy)大棚区共四十三页离岛(l do)系统(风光互补供电)共四十三页储能(ch nn)电站共四十三页科华微碳园区(yun q)二期垃圾填埋场，8兆瓦电站(din zhn)(道路已通)。一期风光互补离岛海水淡化实验基地（已经建成）共四十三页模块化微电网系统(xtng)设备共四十三页专注(zhunzh)高端 创新动力电力(dinl)通信新能源工业金融政府交通我们是中国创造，25年致力电源科技，自主研发，自有品牌我们为创造者创新动力，承载重托，不辜负用户的每一次信任共四十三

15、页2010年1月 科华恒盛 深圳A股上市中国本土UPS品牌厂商首家上市企业股票代码002335上市(shng sh)共四十三页大功率UPS产品2012年度(nind)国内份额KELONG 18.5%中国大陆整体市场(shchng) NO.3国内品牌 NO.1以绝对优势稳居国内品牌高端UPS第一位数据来源：中国电子信息产业发展研究院与赛迪顾问CCID报告 2013.03市场占有率共四十三页研发(yn f)团队研发团队我们培养了3名国务院特殊津贴电源(dinyun)专家领 衔200人研发团队首批设立了博士后科研工作站共四十三页谢 谢！zhangzh四十三页内容摘要电力电子设备在微电网中的应用。一台柴油机、一台微型燃气轮机。军队由于直流设备比较多，对这样的系统比较青睐。是微电网和大电网的连接点。