CN107666146A - 家用能源集成*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种家用能源集成***，包括：交流电网，用于向家电提供交流电；直流电网，用于向家电提供直流电；双向逆变器，连接至交流电网和直流电网之间，用于在交‑直触发信号的触发下将交流电网提供的交流电转换为直流电并入直流电网，和在直‑交触发信号的触发下将直流电网提供的直流电转换为交流电并入交流电网。本发明有效地融合了交流微网和直流微网，改善了交直流网***的稳定性和安全性。
Description
技术领域
本发明涉及电力***技术领域，具体而言，涉及一种家用能源集成***。
背景技术
随着技术进步，尤其近些年节能技术的发展，多种能源获得装置和转换装置进入家庭，例如，太阳能光伏发电、太阳能热利用、风力发电、大容量蓄电池等，这些装置的合理配置和有效管理对节能效果有决定性的影响。
在住宅中采用直流供电是近些年住宅节能技术发展的必然趋势。有关机构测算，在住宅中全面实施直流供电，仅在电能转换过程节省的能量，大约为住宅耗电量的10～20％。近年来随着分布式新能源的推广与普及，越来越多的分布式新能源接入配电网，过多新能源直接接入配电网，对大电网的调控与安全运行可能带来不利影响甚至引发故障，以微网形式将分布式能源接入配电网被普遍认为是解决问题的有效途径。交流微电网是目前微网的主要形式，其结构有利于与配电网相结合并且借鉴传统电网的调控思路，但频率、无功、相位、谐波等传统电网存在的主要问题依然是现在交流微网研究亟需解决的难题；直流微网作为分布式电源与直流负荷更高效率的接入形式，具有效率高、供电容量大、抗干扰性好、可靠性高、控制相对简单、电能损耗低等优点，然而，保护技术仍为直流微网的应用瓶颈。
因此，如何有效地融合交流微网和直流微网，改善交直流网***的稳定性和安全性成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种家用能源集成***，以至少改善交直流网***的稳定性和安全性。
为解决上述技术问题，根据本公开实施例的一个方面，本发明提供了一种家用能源集成***，包括：
交流电网，用于向家电提供交流电；直流电网，用于向家电提供直流电；双向逆变器，连接至交流电网和直流电网之间，用于在交-直触发信号的触发下将交流电网提供的交流电转换为直流电并入直流电网，和在直-交触发信号的触发下将直流电网提供的直流电转换为交流电并入交流电网。
可选地，直流电网包括：第一母线，连接至直流电源，用于向第一家电传输直流电源提供的第一直流电，第一直流电的电压符合第一家电的工作电压；第二母线，用于向第二家电传输第二直流电，第二直流电的电压符合第二家电的工作电压，第一直流电的压值大于第二直流电的压值；DC/DC转换电路，连接至第一母线和第二母线之间，DC/DC转换电路将第一母线提供的第一直流电转换为第二直流电后输送给第二母线。
可选地，直流电网还包括：储能单元，与第一母线连接，用于存储第一母线传输的第一直流电。
可选地，还包括：交-直断路器，连接至交流电网和直流电网之间，用于在交-直开关信号的触发下切换交流电网和直流电网之间通路和断路的状态。
可选地，交流电网包括：交流母线，连接至市电，用于向家电传输市电提供的交流电；至少一个逆变接口，分别连接至不同的新能源装置，至少一个逆变接口用于接收不同的新能源装置提供的直流电源；至少一个逆变器，分别一一连接在至少一个逆变接口和交流母线之间，至少一个逆变器将至少一个逆变接口接收到的直流电源转换为交流电后并入交流母线。
可选地，交流电网还包括：至少一个交流断路器，分别一一连接在至少一个逆变接口和交流母线之间，用于在交流开关信号的触发下切换各个逆变接口与交流母线之间通路和断路的状态。
在本发明中，双向逆变器连接在交流电网和直流电网之间，由于双向逆变器在交-直触发信号的触发下将交流电网提供的交流电转换为直流电并入直流电网，和在直-交触发信号的触发下将直流电网提供的直流电转换为交流电并入交流电网。使得在家用能源集成***能够有效地融合交流微网和直流微网，能够通过交流电补充直流电，也可以通过直流电来补充交流电，从而，改善了交直流网***的稳定性和安全性。
作为可选的技术方案，直流电网包括第一母线和第二母线，第一母线用于传输第一直流电，第二母线用于传输第二直流电，使得该微网***能够适用于不同直流电压需求，并且不同的直流电压通过不同的母线来传输，继而可以进一步提高直流电网工作的安全性。
作为可选的技术方案，交-直断路器连接至交流电网和直流电网之间，实现了直流电网和交流电网可以独立工作，此外，通过交-直断路器可以实现交流电网和直流电网之间的切换，直流电网和交流电网能够为彼此提供备用电网。
附图说明
图1是本发明实施例的一种家用能源集成***结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
为了有效地融合交流微网和直流微网，改善交直流网***的稳定性和安全性，本实施例公开了一种家用能源集成***，请参考图1，为该家用能源集成***结构示意图，该家用能源集成***包括：交流电网1、直流电网2和双向逆变器3，其中：
交流电网1用于向家电提供交流电。在具体实施例中，交流电网1的各项电参数可以根据相应国家地区的规定设置，譬如，中国大陆的交流电电压为220伏，频率为50Hz。
直流电网2用于向家电提供直流电。本实施例中，直流电网2的直流电压由外部直流电源20提供，外部的直流电源20可以是例如光伏、风能等。在具体实施例中，直流电源20在提供直流电压后，可以通过DC-DC转换电路来实现直流电压的压值转换，以使得转换后的直流电压符合直流负载的家电使用要求。
双向逆变器3连接至交流电网1和直流电网2之间，用于在交-直触发信号的触发下将交流电网1提供的交流电转换为直流电并入直流电网2，和在直-交触发信号的触发下将直流电网2提供的直流电转换为交流电并入交流电网1。具体地，在检测到直流电网2电能不足或者交流电网1的电能过剩时，控制器4可以向双向逆变器3输出用于表征将交流转为直流的触发信号，双向逆变器3开启交流转换直流的通道，将交流电网1输出的交流电转换为直流电并入直流电网2中，由此，来确保直流电网2能够稳定工作；反之，在检测到直流电网2电能过剩或者交流电网1的电能不足时，控制器4可以向双向逆变器3输出用于表征将直流转为交流的触发信号，双向逆变器3开启直流转换交流的通道，将直流电网2输出的直流电转换为交流电并入交流电网1中，由此，来确保直流电网2能够稳定工作。
在可选的实施例中，直流电网2包括：第一母线21、第二母线22和DC/DC转换电路23，其中：
第一母线21连接至直流电源20，第一母线21用于向第一家电传输直流电源提供的第一直流电，第一直流电的电压符合第一家电的工作电压。本实施例中，所称第一直流电可以是例如380V；所称第一家电为能够被380V直流电驱动的直流负载。
第二母线22用于向第二家电传输第二直流电，第二直流电的电压符合第二家电的工作电压，第一直流电的压值大于第二直流电的压值。本实施例中，所称第二直流电可以是例如48V；所称第二家电为能够被48V直流电驱动的低压直流负载，例如笔记本、LED照明设备等。
DC/DC转换电路23连接至第一母线21和第二母线22之间，DC/DC转换电路23将第一母线21提供的第一直流电转换为第二直流电后输送给第二母线22。具体地，直流电源20向第一母线21提供第一直流电，第一母线21一方面通过第一直流电驱动第一家电，另一方面通过DC/DC转换电路23将部分第一直流电转换为第二直流电输送给第二母线22。
本实施例中，通过双母线传输直流电，可以使得直流电源能够分别适用于不同压值的直流负载。
在可选的实施例中，直流电网2还包括：储能单元24，储能单元24与第一母线21连接，用于存储第一母线21传输的第一直流电。在检测到直流电网2的电能较多时，控制器4可以打开连接在储能单元24和第一母线21之间的DC-DC转换电路，对第一母线21上的部分第一直流电进行转换，转换后的直流电应能够被储能单元24存储。将转换后的直流电存储到储能单元24中，可以减少直流电网2的电能浪费。
在可选的实施例中，该家用能源集成***还包括：交-直断路器5，交-直断路器5连接至交流电网1和直流电网2之间，用于在交-直开关信号的触发下切换交流电网和直流电网之间通路和断路的状态。具体地，当需要直流电网和交流电网独立运行时，控制器可以切断交-直断路器5，使得直流电网和交流电网独立运行。
在可选的实施例中，交流电网1包括：交流母线6、至少一个新能源接口7和至少一个变压器8，其中：
交流母线6连接至市电，用于向家电传输市电提供的交流电，一般而言，交流电网驱动的家电应当为交流负载。
至少一个新能源接口7分别连接至不同的新能源装置，至少一个新能源接口用于接收不同的新能源装置提供的逆变后的电源。在具体实施例中，新能源装置可以是光伏、风能等。作为例子，新能源装置可以包括感应风机和双馈风机等风力发电装置及逆变器等设备。
至少一个变压器8分别一一连接在至少一个新能源接口7和交流母线6之间，至少一个变压器8将至少一个新能源接口7接收到的逆变后的电源转换为符合家用的交流电后并入交流母线6。即：每个新能源装置通过一套新能源接口7和变压器8接入交流母线。
在可选的实施例中，交流电网还包括：至少一个交流断路器，至少一个交流断路器分别一一连接在至少一个新能源接口和交流母线之间，用于在交流开关信号的触发下切换各个新能源接口与交流母线之间通路和断路的状态。由此，对各新能源装置并入交流母线的支路进行保护。
本实施例公开的家用能源集成***，双向逆变器连接在交流电网和直流电网之间，由于双向逆变器在交-直触发信号的触发下将交流电网提供的交流电转换为直流电并入直流电网，和在直-交触发信号的触发下将直流电网提供的直流电转换为交流电并入交流电网。使得在家用能源集成***能够有效地融合交流微网和直流微网，能够通过交流电补充直流电，也可以通过直流电来补充交流电，从而，改善了交直流网***的稳定性和安全性。
在可选的实施例中，直流电网包括第一母线和第二母线，第一母线用于传输第一直流电，第二母线用于传输第二直流电，使得该微网***能够适用于不同直流电压需求，并且不同的直流电压通过不同的母线来传输，继而可以进一步提高直流电网工作的安全性。
在可选的实施例中，交-直断路器连接至交流电网和直流电网之间，实现了直流电网和交流电网可以独立工作，此外，通过交-直断路器可以实现交流电网和直流电网之间的切换，直流电网和交流电网能够为彼此提供备用电网。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (6)
1.一种家用能源集成***，其特征在于，包括：
交流电网，用于向家电提供交流电；
直流电网，用于向家电提供直流电；
双向逆变器，连接至所述交流电网和所述直流电网之间，用于在交-直触发信号的触发下将所述交流电网提供的交流电转换为直流电并入所述直流电网，和在直-交触发信号的触发下将所述直流电网提供的直流电转换为交流电并入所述交流电网。
2.如权利要求1所述的家用能源集成***，其特征在于，所述直流电网包括：
第一母线，连接至直流电源，用于向第一家电传输所述直流电源提供的第一直流电，所述第一直流电的电压符合所述第一家电的工作电压；
第二母线，用于向所述第二家电传输第二直流电，所述第二直流电的电压符合所述第二家电的工作电压，所述第一直流电的压值大于所述第二直流电的压值；
DC/DC转换电路，连接至所述第一母线和所述第二母线之间，所述DC/DC转换电路将所述第一母线提供的第一直流电转换为第二直流电后输送给所述第二母线。
3.如权利要求2所述的家用能源集成***，其特征在于，所述直流电网还包括：
储能单元，与所述第一母线连接，用于存储所述第一母线传输的第一直流电电。
4.如权利要求1所述的家用能源集成***，其特征在于，还包括：
交-直断路器，连接至所述交流电网和所述直流电网之间，用于在交-直开关信号的触发下切换所述交流电网和所述直流电网之间通路和断路的状态。
5.如权利要求1-4任意一项所述的家用能源集成***，其特征在于，所述交流电网包括：
交流母线，连接至市电，用于向家电传输所述市电提供的交流电；
至少一个新能源接口，分别连接至不同的新能源装置，所述至少一个新能源接口用于接收所述不同的新能源装置提供的逆变后的电源；
至少一个变压器，分别一一连接在所述至少一个新能源接口和所述交流母线之间，所述至少一个变压器将所述至少一个新能源接口接收到的逆变后的电源转换为符合家用的交流电后并入所述交流母线。
6.如权利要求5所述的家用能源集成***，其特征在于，所述交流电网还包括：
至少一个交流断路器，分别一一连接在所述至少一个新能源接口和所述交流母线之间，用于在交流开关信号的触发下切换各个新能源接口与所述交流母线之间通路和断路的状态。
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|---|---|
| CN (1) | CN107666146A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108879689A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-11-23 | 李超 | 消防***组合电源 |
| CN116154775A (zh) * | 2023-04-20 | 2023-05-23 | 中建科技集团有限公司 | 基于光伏电源的交直流混合微网***及其控制方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103078325A (zh) * | 2012-12-31 | 2013-05-01 | 河北省电力公司电力科学研究院 | 一种交直流混合微电网***及其控制方法 |
| JP2014054072A (ja) * | 2012-09-07 | 2014-03-20 | Shikoku Electric Power Co Inc | 蓄電装置 |
| CN103683517A (zh) * | 2013-12-19 | 2014-03-26 | 合肥工业大学 | 一种应用于微电网的混合储能*** |
| CN204118759U (zh) * | 2014-11-17 | 2015-01-21 | 合肥工业大学 | 一种光储交直流混合微电网*** |
| CN205407292U (zh) * | 2016-03-14 | 2016-07-27 | 贵州电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种分布式能源智能接入*** |
| CN206388228U (zh) * | 2017-01-05 | 2017-08-08 | 沈阳工业大学 | 一种多能互联交直流混合微电网*** |
-
2017
- 2017-11-20 CN CN201711157384.8A patent/CN107666146A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014054072A (ja) * | 2012-09-07 | 2014-03-20 | Shikoku Electric Power Co Inc | 蓄電装置 |
| CN103078325A (zh) * | 2012-12-31 | 2013-05-01 | 河北省电力公司电力科学研究院 | 一种交直流混合微电网***及其控制方法 |
| CN103683517A (zh) * | 2013-12-19 | 2014-03-26 | 合肥工业大学 | 一种应用于微电网的混合储能*** |
| CN204118759U (zh) * | 2014-11-17 | 2015-01-21 | 合肥工业大学 | 一种光储交直流混合微电网*** |
| CN205407292U (zh) * | 2016-03-14 | 2016-07-27 | 贵州电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种分布式能源智能接入*** |
| CN206388228U (zh) * | 2017-01-05 | 2017-08-08 | 沈阳工业大学 | 一种多能互联交直流混合微电网*** |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 李瑞生: "交直流混合微电网潮流控制器功能规范研究", 《智能电网》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108879689A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-11-23 | 李超 | 消防***组合电源 |
| CN116154775A (zh) * | 2023-04-20 | 2023-05-23 | 中建科技集团有限公司 | 基于光伏电源的交直流混合微网***及其控制方法 |
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