[发明专利]一种基于交流母线技术的通信基站微电网结构及控制方法

说明书

技术领域

本发明是属于电力系统微电网领域，主要涉及到一种基于交流母线技术的通信基站微电网结构及控制方法。

背景技术

随着互联网移动数据量的爆炸式增长，作为移动互联网数据源头的通信基站的数量与规模也在全球范围内急速膨胀。据统计，2009年我国通信行业耗电量达到290亿度，其中通信基站耗电量已占45%，相当于三峡大坝全年17%的发电量，针对通信基站日益严峻的能耗问题，利用可再生能源和绿色能源为通信基站供电，在满足通信基站能耗需求的同时降低碳排放量，也逐渐成为营造绿色数据中心的重要途径之一，引来业界关注的目光

结合微电网的优点，以大电网作为后备支撑，分布式电源和分布式储能相结合，显然是一种提高供电可靠性的有效途径，在节能环保的同时能够很好地满足供电可靠性的需求，保证重要负载不间断运行，因此设计一种针对通信基站微电网的结构及控制方法显得迫不及待。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种基于交流母线技术的通信基站微电网结构。

本发明还要解决的技术问题是提供上述基于交流母线技术的通信基站微电网的控制方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术手段为:

一种交流母线技术的通信基站微电网结构及控制方法，包括多个发电单元、储能系统、负载以及基于基站微电网交流母线的配电线路，还包括控制系统；所述发电单元包括公共电网、储能电池及其DC/AC变换模块、光伏发电系统及其DC/AC变换模块和离网AC/DC变换模块、风力发电系统及其AC/AC变换模块；所述负载包括不间断通信负载、工频交流一般负载、可控负载、可调负载及储能电池充电AC/DC变换模块；配电线路包括直流配电线路和交流配电线路；控制系统包括源荷平衡控制模块、功率控制模块及远程信息通信模块。其控制方法为：源荷平衡控制模块通过检测电网进线处电压、电流矢量，计算出四象限功率值，通过调节分布式电源、储能系统和可控负载的输入输出功率，达到微网内能量发储用平衡；在失去配电网供电的情况下，通过功率控制模块调节分布式电源和储能系统工作模式，使微电网在可控时间内过渡到离网模式运行，有效保障微电网负荷供电可靠性和能源利用率；负载匹配模块实时计算电网三相负荷大小，自动分配微电网分布式电源和负载接入相线，补偿电网三相不平衡度。

其中，所述的光伏发电系统及其DC/AC变换模块并网出线端通过可控开关K2和负载匹配模块连接至微网交流母线，离网出线端通过可控开关K1连接离网AC/DC变换模块输入端，离网AC/DC变换模块输出端连接至-48V直流母线。

所述的风力发电系统及其AC/AC变换模块输出通过可控开关K3和负载匹配模块连接至微网交流母线。

所述的储能电池及其逆变DC/AC变换器并网出线端通过可控开关K5和负载匹配模块连接至微网交流母线，离网出线端通过可控开关K4连接离网负载；所述的储能电池及其充电AC/DC变换器通过可控开关K6和负载匹配装置连接至微网交流母线。

所述的可控负载和可调负载分别通过可控开关K7、K8连接至微网交流母线。

所述的光伏DC/AC变换器为离并网一体DC/AC变换模块，具有有功功率和无功功率调节功能，为单相或多相DC/AC变换器，所述的多相DC/AC变换器，其中一相DC/AC模块可为非隔离单相并离网方式，其余各相DC/AC模块为隔离型单相并网方式。

所述的离网AC/DC模块是满足通信基站电源标准要求的AC/DC模块，离网AC/DC模块可以并联扩展其输出功率，总输出功率小于光伏发电系统及其DC/AC变换模块的输出功率。

所述的储能DC/AC变换器为离并网一体DC/AC变换模块，具有有功功率和无功功率调节功能，为单相或多相DC/AC变换器。

所述的储能电池可以为铅酸电池、铅碳电池、锂电池、燃料电池或超级电容器等电储能单元，输出电压为48V_dc~1000V_dc。

所所述的源荷平衡控制模块通过检测电网进线处电压和电流矢量，计算出四象限功率值，当检测出微电网能量流向公共配电网时，功率控制模块通过开闭K6、K7、K8动态调节微网内负载，并实时调节分布式电源和储能电池及DC/AC变换器输出功率达到微网发储用平衡。