CN218124324U - 一种适应零碳建筑的能量路由器*** - Google Patents
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Abstract
一种适用于零碳建筑的能量路由器***,包括控制保护***、直流母线、与控制保护***连接的第一双向AC/DC变流器、第二双向AC/DC变流器、DC/DC风机变流器、DC/DC光伏变流器、双向储能DC/DC变流器、双向DC/DC充电桩、单向DC/AC变流器,直流母线与第一双向AC/DC变流器和第二双向AC/DC变流器的直流侧相连,同时与DC/DC风机变流器、DC/DC光伏变流器、DC/DC光伏变流器、双向储能DC/DC变流器、单向DC/AC变流器的直流侧相连。本实用新型采用共直流母线方式,便于扩展及即插即用需求;在上级电网故障情况下,可实现建筑就地孤网运行,满足建筑负荷或部分建筑负荷紧急供电需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及电气建筑技术领域,特别涉及的是一种适应零碳建筑的能量路由器***。
背景技术
建筑领域是碳排放的重点领域之一,建筑领域碳排放占全球碳排放总量的39%。随着国家“双碳”目标的不断推进,降低建筑领域碳排放已成为当前亟待开展的工作。特别是,随着屋顶光伏及电动汽车不断增加,为打造零碳建筑提供了重要契机。当前,现有屋顶光伏与风机基本为无序接入建筑,所发电量送向上级电网;同时充电桩也是根据实际需要建设,并从市电取电。未考虑增加储能之后的风电、光伏、储能及充电桩之间的协调优化,增加了能量的消耗与浪费,不利于双碳目标的实现。
实际上,在风、光、储及充电桩之间进行就地能源优化,再根据需要将多余电量送向市电或者从市电取电,可以实现建筑的低碳或者零碳运行。因此,建设零碳建筑的能量路由器***,可以通过就地调度控制实现风光储及负荷的实时控制与优化,最大程度实现建筑零碳运行,达到楼宇低碳与零碳节能效果。同时,采用共直流母线方式,便于扩展及即插即用需求;并且,在上级电网故障情况下,可实现建筑就地孤网运行,满足建筑负荷或部分建筑负荷紧急供电需求。
实用新型内容
针对现有技术存在的上述不足,本实用新型提供一种适应零碳建筑的能量路由器***,实现零碳建筑风光资源接入,通过就地调度控制实现风光储及负荷的实时控制与优化,最大程度实现建筑零碳运行,达到楼宇低碳与零碳节能效果;同时,采用共直流母线方式,便于扩展及即插即用需求;并且,在上级电网故障情况下,可实现建筑就地孤网运行,满足建筑负荷或部分建筑负荷紧急供电需求。
本实用新型采用如下技术方案:
一种适应零碳建筑的能量路由器***,包括控制保护***、直流母线、与控制保护***连接的第一双向AC/DC变流器、第二双向AC/DC变流器、DC/DC风机变流器、DC/DC光伏变流器、双向储能DC/DC变流器、双向DC/DC充电桩、单向DC/AC变流器,所述的直流母线与第一双向AC/DC变流器和第二双向AC/DC变流器的直流侧相连,同时与DC/DC风机变流器、DC/DC光伏变流器、DC/DC光伏变流器、双向储能DC/DC变流器、单向DC/AC变流器的直流侧相连。
进一步的,所述第一双向AC/DC变流器包括双向AC/DC变流器交流侧断路器、双向AC/DC变流器直流侧断路器,第一双向AC/DC变流器的双向AC/DC变流器交流侧断路器与第一上级配电变压器相连,双向AC/DC变流器直流侧断路器与直流母线相连。
进一步的,所述第二双向AC/DC变流器包括双向AC/DC变流器交流侧断路器、双向AC/DC变流器直流侧断路器,第二双向AC/DC变流器的双向AC/DC变流器交流侧断路器与第二上级配电变压器相连,双向AC/DC变流器直流侧断路器与直流母线相连。
进一步的,所述的DC/DC风机变流器输出直流侧与直流母线相连,输入直流侧与风电机组相连,用于将风电能量送到直流母线。
进一步的,所述DC/DC光伏变流器的输入侧与光伏电源相连,输出侧与直流母线相连,用于将光伏发电能量送到直流母线。
进一步的,所述双向储能DC/DC变流器输入侧与储能相连,输出侧与直流母线相连,用于实现储能对能量的充电和放电功能。
进一步的,所述的双向DC/DC充电桩的输入侧与电动汽车相连,输出侧与直流母线相连,用于实现对电动汽车电池的充电和放电功能。
进一步的,所述的单向DC/AC变流器与交流负荷相连,用于给交流负荷供给能量。
进一步的,所述的控制保护***通过光纤与第一双向AC/DC变流器和第二双向AC/DC变流器的控制器相连。
本实用新型的技术优点是:本方案采用共直流母线方式,并且采用成熟的DC/DC与AC/DC等变流器,造价便宜且便于扩展;同时通过能量路由器控制***可实现储能、光伏、风电和负荷就地能量调度优化,方便建筑打造零碳或低碳工程;并且,在上级电网故障情况下可实现零碳建筑就地孤网运行,能满足部分负荷紧急供电需求。
附图说明
图1是本实用新型一种适应零碳建筑的能量路由器***结构示意图。
图中:1—第一双向AC/DC变流器,11—双向AC/DC变流器交流侧断路器,12—双向AC/DC变流器直流侧断路器,2—第二双向AC/DC变流器,21—双向AC/DC变流器交流侧断路器,22—双向AC/DC变流器直流侧断路器,3—直流母线,4—DC/DC风机变流器,5—第一DC/DC光伏变流器,6—第二DC/DC光伏变流器,7—双向储能DC/DC变流器,8—双向DC/DC充电桩,9—单向DC/AC变流器,10—控制保护***。
具体实施方式
下面结合本实用新型中的附图和具体实施例,对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述。
请参阅图1,本实用新型适应零碳建筑的能量路由器***其中一个实施例,包括第一双向AC/DC变流器1、第二双向AC/DC变流器2、直流母线3、DC/DC风机变流器4、第一DC/DC光伏变流器5、第二DC/DC光伏变流器6、双向储能DC/DC变流器7、双向DC/DC充电桩8、单向DC/AC变流器9、控制保护***10。
所述第一双向AC/DC变流器1包括双向AC/DC变流器交流侧断路器11、双向AC/DC变流器直流侧断路器12,第一双向AC/DC变流器1的双向AC/DC变流器交流侧断路器11与第一上级配电变压器相连,用于零碳建筑风电和光伏所发电量的送出及获取市电,双向AC/DC变流器直流侧断路器12与直流母线3相连。
所述第二双向AC/DC变流器2包括双向AC/DC变流器交流侧断路器21、双向AC/DC变流器直流侧断路器22,第二双向AC/DC变流器2的双向AC/DC变流器交流侧断路器21与第二上级配电变压器相连,双向AC/DC变流器直流侧断路器22与直流母线3相连。
所述第一双向AC/DC变流器1和所述所述第二双向AC/DC变流器2均与控制保护***10相连,两者之间可以通过控制保护***10进行功率分配,确定两个AC/DC变流器从上级配变获取的市电或送出新能源功率大小。
所述第一双向AC/DC变流器1和第二双向AC/DC变流器2直流侧与直流母线3相连,便于将交流电转化为直流电。
所述的直流母线3与第一双向AC/DC变流器1和第二双向AC/DC变流器2的直流侧相连,同时与DC/DC风机变流器4、DC/DC光伏变流器5、DC/DC光伏变流器6、双向储能DC/DC变流器7、双向DC/DC充电桩8、单向DC/AC变流器10的直流侧相连。
所述的DC/DC风机变流器4输出直流侧与直流母线3相连,输入直流侧与风电机组相连,用于将风电能量送到直流母线3;
所述的第一DC/DC光伏变流器5和第二DC/DC光伏变流器6输入侧与光伏电源相连,输出侧与直流母线3相连,用于将光伏发电能量送到直流母线3;
所述双向储能DC/DC变流器7输入侧与储能相连,输出侧与直流母线3相连,用于实现储能对能量的充电和放电功能;
所述的双向DC/DC充电桩8的输入侧与电动汽车相连,输出侧与直流母线3相连,可实现对电动汽车电池的充电和放电功能;
所述的单向DC/AC变流器10与交流负荷相连,用于给交流负荷供给能量;
所述的控制保护***10通过光纤与第一双向AC/DC变流器1和第二双向AC/DC变流器2的控制器相连,用于获取第一双向AC/DC变流器1和第二双向AC/DC变流器2的功率,并根据获取的信息进行第一双向AC/DC变流器1和第二双向AC/DC变流器2之间的功率分配,同时进行第一双向AC/DC变流器1和第二双向AC/DC变流器2直流侧的直流电压控制。
所述控制保护***10通过光纤与DC/DC风机变流器4、第一DC/DC光伏变流器5、第二DC/DC光伏变流器6、双向储能DC/DC变流器7、双向DC/DC充电桩8、单向DC/AC变流器9进行通信,获取风机和光伏发出的电量功率,储能的最大存储功率及实际功率,以及充电桩使用台数及功率,进行新能源发电量与储能及充电桩与交流负荷进行就地优化,风机和光伏所发电量先满***流负荷和直流充电桩及直流负荷,多余电量优先给储能充电,储能充满电后通过第一双向AC/DC变流器1和第二双向AC/DC变流器2之间的功率分配,进行第一双向AC/DC变流器1和第二双向AC/DC变流器2送给上级电网,当风光出力小于负荷用电需求,则优先通过储能进行供电,如果储能与风光出力不能满足负荷需求,则控制保护***根据新能源、储能及负荷需求,计算第一双向AC/DC变流器1和第二双向AC/DC变流器2的功率,从市电进行取电。
所述控制保护***10包括控制保护装置及通信模块。控制保护***10通过光纤与DC/DC模块控制器或AC/DC模块控制器相连,正常情况下将控制保护***10的功率控制指令下发至各变流器,在故障情况下通过控制保护***10判断各端口的故障信息,进而集中决策跳开相关断路器,实现故障的隔离。
应当说明的是,以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或等同替换,而未脱离本实用新型范围的任何修改或等同替换,其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种适应零碳建筑的能量路由器***,其特征在于:包括控制保护***、直流母线、与控制保护***连接的第一双向AC/DC变流器、第二双向AC/DC变流器、DC/DC风机变流器、DC/DC光伏变流器、双向储能DC/DC变流器、双向DC/DC充电桩、单向DC/AC变流器,所述的直流母线与第一双向AC/DC变流器和第二双向AC/DC变流器的直流侧相连,同时与DC/DC风机变流器、DC/DC光伏变流器、DC/DC光伏变流器、双向储能DC/DC变流器、单向DC/AC变流器的直流侧相连。
2.如权利要求1所述的适应零碳建筑的能量路由器***,其特征在于:所述第一双向AC/DC变流器包括双向AC/DC变流器交流侧断路器、双向AC/DC变流器直流侧断路器,第一双向AC/DC变流器的双向AC/DC变流器交流侧断路器与第一上级配电变压器相连,双向AC/DC变流器直流侧断路器与直流母线相连。
3.如权利要求1所述的适应零碳建筑的能量路由器***,其特征在于:所述第二双向AC/DC变流器包括双向AC/DC变流器交流侧断路器、双向AC/DC变流器直流侧断路器,第二双向AC/DC变流器的双向AC/DC变流器交流侧断路器与第二上级配电变压器相连,双向AC/DC变流器直流侧断路器与直流母线相连。
4.如权利要求1所述的适应零碳建筑的能量路由器***,其特征在于:所述的DC/DC风机变流器输出直流侧与直流母线相连,输入直流侧与风电机组相连,用于将风电能量送到直流母线。
5.如权利要求1所述的适应零碳建筑的能量路由器***,其特征在于:所述DC/DC光伏变流器的输入侧与光伏电源相连,输出侧与直流母线相连,用于将光伏发电能量送到直流母线。
6.如权利要求1所述的适应零碳建筑的能量路由器***,其特征在于:所述双向储能DC/DC变流器输入侧与储能相连,输出侧与直流母线相连,用于实现储能对能量的充电和放电功能。
7.如权利要求1所述的适应零碳建筑的能量路由器***,其特征在于:所述的双向DC/DC充电桩的输入侧与电动汽车相连,输出侧与直流母线相连,用于实现对电动汽车电池的充电和放电功能。
8.如权利要求1所述的适应零碳建筑的能量路由器***,其特征在于:所述的单向DC/AC变流器与交流负荷相连,用于给交流负荷供给能量。
9.如权利要求1所述的适应零碳建筑的能量路由器***,其特征在于:所述的控制保护***通过光纤与第一双向AC/DC变流器和第二双向AC/DC变流器的控制器相连。
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