一种多源协调控制系统

摘要

本发明提供一种多源协调控制系统，包括光伏发电单元、电池组管理单元、高频隔离转换单元、双向变流单元、三相电网能量流向管理单元、三相输出单元、控制单元和人机交互单元；本发明具备多源协调控制、能量多向流动、可并网运行、可离网运行、可并离网无缝切换功能，符合未来新能源发展趋势，为解决新能源大规模无序发展所带来系列问题提供了可能，且能够满足多电源间的协调控制、实现削峰填谷、不间断供能，接受电网调度。

主权项

一种多源协调控制系统，其特征在于：所述系统包括光伏发电单元、电池组管理单元、高频隔离转换单元、双向变流单元、三相电网能量流向管理单元、三相输出单元、控制单元和人机交互单元；所述光伏发电单元将来自光伏阵列的能量传递给高频隔离转换单元；所述电池组管理单元将储存在电池组单元中的能量根据负载实际需求向高频隔离转换单元传递；所述高频隔离转换单元根据负载实际需求及电池组管理单元电量状态向电池组管理单元和双向变流单元分配能量；所述双向变流单元将能量通过三相电网能量流向管理单元传递给三相输出单元，供给三相负载；所述控制单元实现对光伏发电单元、电池组管理单元、高频隔离转换单元、双向变流单元以及人机交互单元的统一协调控制；所述人机交互单元向用户和远端控制中心显示、传递系统实时工作状态，且通过人机交互单元设定系统工作模式，以适应负载需求；所述光伏发电单元包括光伏阵列和最大功率点追踪单元；所述最大功率点追踪单元通过光伏阵列接口与光伏阵列连接；所述光伏阵列接口为IP65防护等级，且为易插拔式，具备漏电保护功能，最大可接16路光伏阵列，便于用户自由配置光伏阵列及现场安装；所述最大功率点追踪单元将来自光伏阵列的能量以最大功率点追踪的形式传递给高频隔离转换单元，同时把电压稳定在设定范围以使得高频隔离转换单元及光伏阵列配置灵活，稳定可靠工作；所述电池组管理单元包括电池组单元和电池组充放电管理单元；所述电池组充放电管理单元通过电池组接口与电池组单元连接；所述电池组接口为即插即用型接口，且具有高绝缘特性和高防护等级；所述电池组充放电管理单元将来自电池组单元的能量根据控制单元下发的指令向高频隔离转换单元释放，或者把来自高频隔离转换单元的能量根据控制单元下发的指令向电池组单元充电，具备电压升压、降压功能，同时具备电流恒流充电、放电功能；所述高频隔离转换单元包括低压直流母线单元、高频双向隔离单元和高压直流母线单元；所述低压直流母线单元包括低压直流母线、直流支撑电容和AD采集器，实现控制光伏阵列或电池组单元的能量向高频双向隔离单元传递；所述高频双向隔离单元包括升压电路、高频升降压电感、高频逆变电路、降压电路、高频整流电路、高频隔离变压器、AD采集器，实现将来自低压直流母线的能量传递给高压直流母线；所述高压直流母线单元包括高压直流母线、直流支撑电容和AD采集器，实现将来自高频双向隔离单元的能量传递给双向变流单元，或把来自双向变流单元的能量传递给电池组管理单元；所述双向变流单元包括基于可关断功率器件的三相全桥单元、LCL滤波器单元、AD采集器和可关断功率器件驱动单元；所述双向变流单元实现将来自高频隔离单元的能量逆变为工频三相额定电压为380V的电源，以供给三相输出单元或三相电网能量流向管理单元；或者将来自三相电网能量流向管理单元的能量整流为600V以上的直流电压供给高频隔离转换单元，进而传递给电池组管理单元；所述LCL滤波器包括依次串联的高频三相电感L1、三相交流滤波电容C1和高频三相电感L2，高频三相电感L1和高频三相电感L2的磁芯均采用非晶合金制成；所述三相电网能量流向管理单元包括能量流向管理及软启动单元和三相电网接口；所述能量流向管理及软启动单元包括高速电子开关、高速接触器、软启动电阻、交流电压/电流采集器，实现并离网的快速切换及初始工作的软启动；所述三相电网接口包括带漏电保护功能的断路器和三相交流接头，实现将来自三相电网的能量传递到系统内部，或为系统能量向三相电网传递提供通路；所述三相输出单元包括带漏电保护功能的断路器和三相交流接口，实现为来自三相电网的能量或者系统内部的能量传递到三相负载提供通路；所述控制单元包括主控制单元和辅助控制单元；所述主控制单元由第一数字处理器、信号调理板、采集板和通讯板组成，实现与电池组管理单元和人机交互单元的通讯；所述辅助控制单元由第二数字处理器、信号调理板、采集板、电源板、通讯板组成，实现对双向变流单元和三相电网能量流向管理单元的控制；所述人机交互单元包括高亮显示屏和多彩全触控液晶显示屏，完成对多源协调控制系统工作状态的显示，且用于显示光伏发电单元、电池组管理单元和三相电网能量流向管理单元各自的输入参数信息、输出参数信息和故障信息。