本发明专利技术公开了一种智能工厂高压直流供配电系统及其能源管理系统。为了克服现有锂电池制造过程中的储能系统双向逆变器模块和充电桩整流模块及直流负载设备具备功率因数校正回路和谐振电路，造成AC/DC模块转换效率低、占用空间大的问题；本发明专利技术包括：移相变压器，用于整流装置的单向导电；双向逆变器，用于对输入的交流电进行整流，双向逆变器的整流模块替换功率校正回路和滤波电路；储能系统，用于储存电能、为电网系统供能，包括多组储能锂电池组；光伏发电系统，用于将光能转化为电能、为系统供电。优点是减少设备体积，提升转换效率；减少电能转换，提升能源利用效率；系统具备一体化能源管理系统，对各模块进行统一管理，能够有效避免能源浪费。效避免能源浪费。
【技术实现步骤摘要】
一种智能工厂高压直流供配电系统及其能源管理系统
[0001]本专利技术涉及能源管理
，尤其涉及一种智能工厂高压直流供配电系统及其能源管理系统。
技术介绍
[0002]随着新能源技术的发展，锂电池作为重要的能源载体，在化学储能、新能源汽车等领域已经广泛应用。锂电池制造工序多，自动化设备多，耗能高。同时为了保证锂电池品质及性能，厂房内部温湿度和洁净度要求高。相对应的在锂电池制造过程中，空调、除湿机等厂房动力辅助设备配置较大功率才能够满足生产需求。电力能耗在锂电池制造总成本占比达5~10%。锂电池制造工厂原有供配电系统为交流输配电，所有用电负荷全部为交流输入。其中锂电池充放电系统交流输入经过整流之后对锂电池进行充放电。若接入储能系统，锂电池组放电经过PCS（双向逆变器）逆变成交流电供其他负载使用。
[0003]例如，一种在中国专利文献上公开的“小型工商业用能源管理系统”，其公开号CN113972675A，公开日2022
‑
01
‑
25，包括数据采集模块、监控统计模块、储能管理模块、监控调度模块和柴发投切模块；数据采集模块，用于采集模拟量、开关量和电能量，采集的对象包括储能锂电池系统、光伏设备、保护装置、柴发装置、辅助设备和外部设备等；储能管理模块包含SOC维护单元、主电源切换单元和储能预警单元；SOC维护单元，用于实时获取电池的SOC容量状态，在预设的间隔时长进行电池深度充放电并对电池容量进行校正。该方案整流模块、逆变模块的转换效率低，供配电系统不能进行统一协调管理，电力系统的稳定性较低。
技术实现思路
[0004]本专利技术主要解决现有锂电池制造过程中的储能系统双向逆变器模块和充电桩整流模块及直流负载设备具备功率因数校正回路和谐振电路，造成AC/DC模块转换效率低、占用空间大的问题；提供一种智能工厂高压直流供配电系统及其能源管理系统。
[0005]本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本专利技术一种智能工厂高压直流供配电系统及其能源管理系统，所述供配电系统包括：移相变压器，用于整流装置的单向导电，与双向逆变器连接；双向逆变器，用于对输入的交流电进行整流，双向逆变器的整流模块替换功率校正回路和滤波电路，与直流负载设备、储能系统、光伏发电系统连接；储能系统，用于储存电能、为电网系统供能，包括多组储能锂电池组，储能系统与直流负载设备、光伏发电系统连接；光伏发电系统，用于将光能转化为电能、为系统供电。
[0006]采用本方案通过双向逆变器的整流模块取消功率校正回路和滤波电路，交流转直流转化效率提升，减小双向逆变器设备体积，同等尺寸条件下，整流模块可提供较大功率。
[0007]作为优选，所述移相变压器中的一次绕组接入交流10KV进线，所述移相变压器还配置有若干个移相绕组和交流绕组，所述移相绕组与双向逆变器连接，所述交流绕组与系统内的交流负载设备连接。
[0008]采用本方案可以提高交直流的转化效率。
[0009]作为优选，所述储能系统充放电策略为：储能锂电池组接入直流母线，在电网电价峰值阶段，双向逆变器降低整流模块输出电压，储能锂电池组进行放电供给直流负载设备使用；在电网电价谷值阶段，双向逆变器输出电压升高并进行电流控制，对储能锂电池组进行充电。
[0010]采用本方案可以电网峰时/谷时阶段进行调配，有效提升供配电系统电网稳定性。
[0011]作为优选，所述能源管理系统包括：光伏发电系统智能监控模块，用于对DC/DC输入输出电压、电流、功率进行监测，对直流配电电器元件信号进行监测，与主控模块、光伏发电系统连接；直流电压检测模块，用于上传直流母线电压值至主控模块，与主控模块、储能锂电池组、双向逆变器、光伏发电系统和直流负载设备连接；直流负载智能监控模块，用于通过当前各设备电流、电压、功率分布情况与历史数据进行比较分析，输出直流负载功率至主控模块，与主控模块和直流负载设备连接；双向逆变器智能监控模块，用于采集各分布式双向逆变器电压、电流、功率，并上传当前输出电压值和输出功率至主控模块；交流电压检测模块，用于上传交流母线电压至主控模块，与双向逆变器、交流负载设备和主控模块连接；通讯模块，用于上传当前储能锂电池组SOC至主控模块，与储能锂电池组和主控模块连接；主控模块，用于采集当前运行数据和下发控制命令，通过通讯模块和其他模块的连接。
[0012]采用本方案可以系统具备一体化能源管理系统，对各模块进行统一管理，能够有效避免能源浪费。
[0013]作为优选，所述主控模块正常运行的步骤为：步骤A1：系统启动，光伏发电系统智能监控模块获取当前发电功率，并传送至能源管理系统主控模块，直流负载监控模块与直流侧负载连接，并上传当前直流侧功率至主控模块；步骤A2：若当前发电功率大于当前直流侧功率，则进入步骤A3；若为否，则双向逆变器运行整流模式；步骤A3：若当前储能锂电池组SOC值大于或等于95％，则进入步骤A4 ；若为否，则系统为储能锂电池组充电，并执行步骤A5；步骤A4：光伏发电系统以最大功率运行；步骤A5：双向逆变器逆变模式维持直流母线电压值在设置阈值，双向逆变器智能监控模块和直流电压检测模块对其进行实时监测，系统其余设置为休眠模式。
[0014]采用本方案各子模块之间通过一体化能源管理系统协同管理，系统可靠性有效提
升。
[0015]作为优选，所述主控模块响应电网调度时的运行步骤为：步骤B1：主控模块判断电网是否处于峰时阶段，若是进入步骤B2；若为否，则双向逆变器运行整流模式，并给储能锂电池组充电；步骤B2：若当前储能锂电池组SOC值大于或等于下限阈值，则进入步骤B3；若为否，则为储能锂电池组充电；步骤B3：主控模块通过通讯模块控制储能锂电池组放电，交流电压检测模块上传交流母线电压至主控模块；步骤B4：双向逆变器整流模式维持直流母线电压值在设置阈值，双向逆变器智能监控模块和直流电压检测模块对其进行实时监测，其余进行休眠模式。
[0016]采用本方案各子模块之间通过一体化能源管理系统协同管理，系统可靠性有效提升。
[0017]本专利技术的有益效果是：1、系统使用移相变压器替代传统电力变压器，双向逆变器取消功率因数校正回路和谐振电路，减少设备体积，提升转换效率；2、主要负载设备为直流供电，减少电能转换，提升能源利用效率；3、布置光伏发电系统，所发直流电能够被直流负载设备直接利用，减少电能转换与传输距离，提升能源利用率；4、配置储能系统，在白天/夜晚与电网峰时/谷时阶段进行调配，有效提升供配电系统电网稳定性；5、系统具备一体化能源管理系统，对各模块进行统一管理，能够有效避免能源浪费。
附图说明
[0018]图1是本专利技术单个模块的高压直流供配电系统结构图。
[0019]图2是本专利技术能源管理系统的结构图。
[0020]图中1. 移相变压器，2. 双向逆变器，3. 储能系统，4. 光伏发电系统，5.直流负载，6.交流负载 ，7.能源管理系统，8. 光伏发电系统智能监控模块，9. 直本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种智能工厂高压直流供配电系统及其能源管理系统，其特征在于，所述供配电系统包括：移相变压器，用于整流装置的单向导电，与双向逆变器连接；双向逆变器，用于对输入的交流电进行整流，双向逆变器的整流模块替换功率校正回路和滤波电路，与直流负载设备、储能系统、光伏发电系统连接；储能系统，用于储存电能、为电网系统供能，包括多组储能锂电池组，储能系统与直流负载设备、光伏发电系统连接；光伏发电系统，用于将光能转化为电能、为系统供电。2.根据权利要求1所述的一种智能工厂高压直流供配电系统及其能源管理系统，其特征在于，所述移相变压器中的一次绕组接入交流10KV进线，所述移相变压器还配置有若干个移相绕组和交流绕组，所述移相绕组与双向逆变器连接，所述交流绕组与系统内的交流负载设备连接。3.根据权利要求1所述的一种智能工厂高压直流供配电系统及其能源管理系统，其特征在于，所述储能系统充放电策略为：储能锂电池组接入直流母线，在电网电价峰值阶段，双向逆变器降低整流模块输出电压，储能锂电池组进行放电供给直流负载设备使用；在电网电价谷值阶段，双向逆变器输出电压升高并进行电流控制，对储能锂电池组进行充电。4.根据权利要求1所述的一种智能工厂高压直流供配电系统及其能源管理系统，其特征在于，所述能源管理系统包括：光伏发电系统智能监控模块，用于对DC/DC输入输出电压、电流、功率进行监测，对直流配电电器元件信号进行监测，与主控模块、光伏发电系统连接；直流电压检测模块，用于上传直流母线电压值至主控模块，与主控模块、储能锂电池组、双向逆变器、光伏发电系统和直流负载设备连接；直流负载智能监控模块，用于通过当前各设备电流、电压、功率分布情况与历史数据进行比较分析，输出直流负载功率至主控模块，与主控模块和直流负载设备连接；双向逆变器智能监控模块，用于采集各分布式双向逆变器电压、电流、功率...
【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，黄相博，霍记斌，杜元武，
申请(专利权)人：岳阳耀宁新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。