适用于微电网的刀片式逆变服务器转让专利
申请号 : CN201010565929.0
文献号 : CN102142689B
文献日 : 2013-04-17
发明人 : 张立彬 , 胥芳 , 蒋建东 , 鲍官军 , 张洪涛 , 谭大鹏 , 潘国兵 , 吴乐彬
申请人 : 浙江工业大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种适用于微电网的刀片式逆变服务器,其特征在于:所述刀片式逆变服务器包括背板、多个刀片式逆变器、外电网模块、负载模块和能量管理模块;多个刀片式逆变器具有统一的能源接口、强电接口和通讯接口,所述刀片式逆变器、外电网模块、负载模块和能量管理模块具有统一的电气接口和通讯接口,其中,所述背板上设有与所述刀片式逆变器、外电网模块和负载模块匹配的强电接口和通讯接口,还设有与能量管理模块连接的电气接口和通讯接口,所述刀片式逆变器、外电网模块、负载模块和能量管理模块插装在所述背板上;
刀片式逆变器和外电网模块、负载模块电连接,刀片式逆变器包括蓄电池逆变器,蓄电池逆变器与蓄电池连接,所述能量管理模块根据当前工作模式控制各刀片式逆变器能量的汇流以及能量在负载、外电网和蓄电池之间的分配,所述能量管理模块与所述刀片式逆变器、外电网模块和负载模块电连接。
2.如权利要求1所述的适用于微电网的刀片式逆变服务器,其特征在于:所述刀片式逆变服务器还包括电磁隔离板,所述背板上设有与所述电磁隔离板连接的机械接口,所述电磁隔离板插装在所述背板上,相邻的刀片式逆变器之间设有电磁隔离板,所述刀片式逆变器与外电网模块、负载模块之间设有电磁隔离板,所述外电网模块、负载模块与能量管理模块之间设有电磁隔离板。
3.如权利要求1或2所述的适用于微电网的刀片式逆变服务器,其特征在于:所述刀片式逆变服务器还包括散热器,所述背板上设有与所述散热器连接的机械接口,所述散热器插装在所述背板的背面,所述刀片式逆变器、外电网模块、负载模块和能量管理模块插装在所述背板的正面。
4.如权利要求1或2所述的适用于微电网的刀片式逆变服务器,其特征在于:所述多个刀片式逆变器中,能源接口与不同的能源形式一一对应,所述能源接口的电气参数与对应的能源形式匹配;所述强电接口具有统一的电气参数和机械接口参数;所述通讯接口具有统一的电气参数和机械接口参数。
5.如权利要求2所述的适用于微电网的刀片式逆变服务器,其特征在于:所述多个电磁隔离板中,机械接口具有统一的机械形式和参数。
6.如权利要求1或2所述的适用于微电网的刀片式逆变服务器,其特征在于:所述能量管理模块中,工作模式包括无储能式能量源离网模式、无储能式能量源并网模式、有储能式能量源离网模式和有储能式能量源并网模式,刀片式逆变器中的蓄电池逆变器或电容逆变器定义为储能式能量源;
当刀片式逆变器不存在蓄电池逆变器或电容逆变器时,无储能式能量源离网模式的控制过程:根据负载功率控制刀片式逆变器的输出功率;无储能式能量源并网模式的控制过程:若刀片式逆变器功率足够,首先满足负载的用电功率,富余电能输送至外电网,若刀片式逆变器功率不足,则从外电网吸收电能;
当刀片式逆变器含有蓄电池逆变器或电容逆变器时,有储能式能量源离网模式的控制过程:首先满足负载的用电功率;若有能量富余,则向储能式能量源充电,储存能量;再能量富余,则控制降低刀片式逆变器的输出功率;有储能式能量源并网模式的控制过程:若刀片式逆变器功率足够,首先满足负载的用电功率,富余电能充入储能式能量源,再富余电能输送至外电网;若刀片逆变器功率不足,则从外电网吸收电能,共同满足储能式能量源充电功率和负载的用电功率。
说明书 :
适用于微电网的刀片式逆变服务器
技术领域
背景技术
的主要问题有:
的逆变转换;
小型燃气轮机、蓄电池等,由于各种形式能源采用的逆变器在原理、结构形式和电气参数等
方面各不相同,使得微电网系统的多能源管理难度增大,并且很难对多种能源进行合理的
组合和负荷分配;
问题,微电网还必须具有并网和孤岛两种运行模式的平滑切换和管理功能,分散且结构、参
数各异的逆变器增加了微电网系统与外电网之间进行电气连接和能量交换的管理难度。
发明内容
一接口、通用性强、便于实现能量管理和运行管理、实用性强的适用于微电网的刀片式逆变
服务器。
口,所述刀片式逆变器、外电网模块、负载模块和能量管理模块具有统一的电气接口和通讯
接口,其中,所述背板上设有与所述刀片式逆变器、外电网模块和负载模块匹配的强电接口
和通讯接口,还设有与能量管理模块连接的电气接口和通讯接口,所述刀片式逆变器、外电
网模块、负载模块和能量管理模块插装在所述背板上;
能量管理模块与所述刀片式逆变器、外电网模块和负载模块电连接。
有电磁隔离板,所述刀片式逆变器与外电网模块、负载模块之间设有电磁隔离板,所述外电
网模块、负载模块与能量管理模块之间设有电磁隔离板。
载模块和能量管理模块插装在所述背板的正面。
所述通讯接口具有统一的电气参数和机械接口参数。
中的蓄电池逆变器或电容逆变器定义为储能式能量源;
制过程:若刀片式逆变器功率足够,首先满足负载的用电功率,富余电能输送至外电网,若
刀片式逆变器功率不足,则从外电网吸收电能;
再能量富余,则控制降低刀片式逆变器的输出功率;有储能式能量源并网模式的控制过程:
若刀片式逆变器功率足够,首先满足负载的用电功率,富余电能充入储能式能量源,再富余
电能输送至外电网;若刀片逆变器功率不足,则从外电网吸收电能,共同满足储能式能量源
充电功率和负载的用电功率。
体的能源特性决定,而其机械接口形式和参数保持一致;所述的与背板连接的强电接口具
有统一电气参数和机械接口参数规定;所述的通讯接口具有统一的电气参数和机械接口参
数规定。
模块、外电网模块、负载模块之间的状态和控制信息传递功能;特别地,对于蓄电池等具有
储能功能的能源形式,其逆变器具有整流和逆变的双重功能,即与背板连接的强电接口同
时具有能量输入和输出功能。
块、负载模块、能量管理模块之间的电磁干扰屏蔽隔离,所述电磁隔离板设有与背板连接的
接口,所述的与背板连接的接口具有统一的机械形式和参数。
附图说明
具体实施方式
和通讯接口,所述刀片式逆变器、外电网模块、负载模块和能量管理模块具有统一的电气接
口和通讯接口,其中,所述背板上设有与所述刀片式逆变器、外电网模块和负载模块匹配的
强电接口和通讯接口,还设有与能量管理模块连接的电气接口和通讯接口,所述刀片式逆
变器、外电网模块、负载模块和能量管理模块插装在所述背板上;
能量管理模块与所述刀片式逆变器、外电网模块和负载模块电连接。
离板,所述刀片式逆变器与外电网模块、负载模块之间设有电磁隔离板,所述外电网模块、
负载模块与能量管理模块之间设有电磁隔离板。
量管理模块插装在所述背板的正面。
而其机械接口形式和参数保持一致;所述的与背板连接的强电接口具有统一电气参数和机
械接口参数规定;所述的通讯接口具有统一的电气参数和机械接口参数规定。更进一步,所
述的能源接口实现外部能源的输入功能;所述的与背板连接的强电接口实现逆变器向背板
输入交流电力能源功能;所述的通讯接口实现逆变器与背板、能量管理模块、外电网模块、
负载模块之间的状态和控制信息传递功能;特别地,对于蓄电池等具有储能功能的能源形
式,其逆变器具有整流和逆变的双重功能,即与背板连接的强电接口同时具有能量输入和
输出功能。
有统一的机械形式和参数。
所述的通讯接口实现外电网模块与背板、能量管理模块之间的状态和控制信息传递功能。
所述的通讯接口实现负载模块与背板、能量管理模块之间的状态和控制信息传递功能。
接的电气接口和通讯接口,所述的电气接口和通讯接口具有统一的电气参数和机械参数,
所述的通讯接口实现能量管理模块与背板、刀片式逆变器、外电网模块、负载模块之间的状
态和控制信息传递功能。
和蓄电池之间的合理配置。能量管理模块通过通讯接口和背板与刀片式逆变器、外电网模
块、负载模块实现信息联通,用于刀片式逆变器、外电网模块和负载模块的运行数据采集和
控制信息传递。
同时作为刀片式逆变器组、外电网模块、负载模块和能量管理模块之间能源和通讯信息的
连接通道。
块可以直接挂接网内用电负载,而能量管理模块统筹管理刀片式逆变器组、外电网模块和
负载模块,并控制散热器进行整个刀片式逆变服务器的冷却降温。
储存电能的作用,定义为储能式能量源。刀片式逆变服务器也有两种工作模式,即并网模式
和离网模式。逆变器组合方式和工作模式不同,能源管理模块的能源配置和控制策略也不
同。则本发明的刀片式逆变服务器实际运行状态可用下表描述:
无储能式能量源根据负载功率控制刀片式逆变器组的输若逆变器组功率足够,首先满足负载的用电功率,富余电能输送至外电出功率 网;若逆变器组功率不足,则从外电网吸收电能,共同满足负载的用电功
率
有储能式能量源首先满足负载的用电功率;若有能量富若逆变器组功率足够,首先满足负载的用电功率,富余电能充入储能式能余,则向储能式能量源充电,储存能量;量源,再富余电能输送至外电网;若逆变器组功率不足,则从外电网吸收再能量富余,则控制降低逆变器组的输电能,共同满足储能式能量源充电功率和负载的用电功率
出功率
围之内。