43、高可靠性微电网超级不间断电源系统解析

高可靠性微电网超级不间断电源系统解析

1. 超级 UPS 演示平台搭建

为了验证超级 UPS 的架构、控制和保护功能，在实验室搭建了一个演示平台。该平台由多个部分组成，包括市电、燃料电池、天然气发动机、锂离子电池、超级电容器和光伏等。

在这个平台中，分布式电源和储能设备分布在不同位置，如一楼、二楼、三楼和屋顶。所有的转换器模块通过以太网相互通信，负载的额定功率为 100kW。系统的具体规格如下表所示：
| 项目 | 值 | 项目 | 值 |
| — | — | — | — |
| 燃料电池 | 30kW | 市电 | 100kW |
| 天然气发动机 | 50kW | 负载 | 100kW |
| 光伏 | 1.5kW 光伏面板和 30kW 光伏模拟源 | 锂离子电池 | 40kWh |

平台的控制架构以一台上位机作为中心控制器。上位机向所有转换器模块发送模式和功率命令，并接收模块状态的反馈。由于燃料电池和天然气发动机距离中心控制器较远，它们通过无线网络接收命令。

所有用于不同电源的转换器采用模块化设计，且所有转换器模块的尺寸相同，主要分为直流转换器模块和交流转换器模块。直流转换器模块用于燃料电池、电池、超级电容器和光伏等直流电源，交流转换器模块用于交流电源和交流负载。这种模块化设计便于更换和维护，提高了系统的可靠性。

2. 实验结果分析

2.1 双向 DC/AC 模块波形

双向 DC/AC 模块的功率容量为 100kW，交流侧电压为三相 380VAC，直流侧电压为 750V。在整流模式和逆变模式下的波形分别展示了良好的电能质量，能够满足电网的