微電網(wǎng)智能快速解并列裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種微電網(wǎng)智能快速解并列裝置，包括具有快速開(kāi)通/關(guān)斷性能的IGBT開(kāi)關(guān)、斷路器、熔斷器、檢測(cè)電壓的裝置、檢測(cè)電流的裝置、檢測(cè)IGBT溫度的裝置、對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行調(diào)理的電路、處理和邏輯分析判斷的信號(hào)處理單元、產(chǎn)生主電路開(kāi)關(guān)器件驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路、用于顯示信號(hào)處理單元輸出信息的LCD顯示屏。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了微電網(wǎng)與大電網(wǎng)之間的無(wú)縫切換，所述信號(hào)處理單元與微電網(wǎng)控制器之間能互相通信，便于實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)與大電網(wǎng)之間更好地協(xié)調(diào)運(yùn)行，有利于系統(tǒng)的優(yōu)化管理。
【專利說(shuō)明】微電網(wǎng)智能快速解并列裝置
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明涉及一種微電網(wǎng)智能快速解并列裝置，該裝置主要用在微電網(wǎng)與大電網(wǎng)連接處，來(lái)實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)與大電網(wǎng)之間的解并列。
[0002]【背景技術(shù)】
微電網(wǎng)是指由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、相關(guān)負(fù)荷和監(jiān)控、保護(hù)裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)盒管理的自治系統(tǒng)。微電網(wǎng)是大電網(wǎng)的有益補(bǔ)充，其主要有兩種運(yùn)行方式:并網(wǎng)運(yùn)行(連接到外部大電網(wǎng)上運(yùn)行)和孤網(wǎng)運(yùn)行(脫開(kāi)大電網(wǎng)孤立運(yùn)行)。微電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，微電網(wǎng)向大電網(wǎng)提供多余的電能或者大電網(wǎng)補(bǔ)充微電網(wǎng)發(fā)電量的不足；當(dāng)大電網(wǎng)故障或電能質(zhì)量部滿足微電網(wǎng)要求時(shí)，微電網(wǎng)與大電網(wǎng)斷開(kāi)獨(dú)自運(yùn)行，進(jìn)入了孤網(wǎng)運(yùn)行模式。
[0003]為保證微電網(wǎng)內(nèi)的重要負(fù)荷不間斷供電，這就要求微電網(wǎng)由并網(wǎng)運(yùn)行轉(zhuǎn)為孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的速度夠快，能實(shí)現(xiàn)無(wú)縫切換。而目前，微電網(wǎng)不同運(yùn)行模式間的切換多依靠機(jī)械式開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)速度較慢不能滿足微電網(wǎng)與大電網(wǎng)之間的無(wú)縫切換，降低了對(duì)重要負(fù)荷供電的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)與大電網(wǎng)之間的無(wú)縫切換，本發(fā)明提出了一種微電網(wǎng)智能快速解并列裝置。當(dāng)微電網(wǎng)由并網(wǎng)運(yùn)行轉(zhuǎn)為孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，該解并列裝置能快速斷開(kāi)，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫切換；當(dāng)微電網(wǎng)需要由孤網(wǎng)運(yùn)行轉(zhuǎn)為并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，該裝置能檢測(cè)微電網(wǎng)和大電網(wǎng)兩側(cè)的電壓當(dāng)滿足并網(wǎng)要求時(shí)，該解并列裝置能快速閉合，可快速實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)與大電網(wǎng)之間的并列。
[0005]本發(fā)明所采用的主要技術(shù)方案是:
一種微電網(wǎng)智能快速解并列裝置，其特征在于:包括主回路和控制回路；
所述主回路包括具有快速開(kāi)通/關(guān)斷性能的絕緣柵雙極型晶體管IGBT開(kāi)關(guān)、電流斷路器和熔斷器，所述絕緣柵雙極型晶體管IGBT開(kāi)關(guān)由兩個(gè)IGBT反向串聯(lián)組成，開(kāi)關(guān)兩側(cè)分別各串聯(lián)一個(gè)電流斷路器。
[0006]所述控制回路包括采樣調(diào)理電路、信號(hào)處理單元及驅(qū)動(dòng)電路；所述信號(hào)處理單元與微電網(wǎng)控制器之間互相通信，信號(hào)處理單元向微電網(wǎng)控制器發(fā)送所述裝置的狀態(tài)信息，微電網(wǎng)控制器向信號(hào)處理單元發(fā)出控制信號(hào)來(lái)控制主回路開(kāi)關(guān)的開(kāi)通或關(guān)斷；同時(shí)，所述信號(hào)處理單元對(duì)采樣調(diào)理電路的輸出信息進(jìn)行處理和邏輯分析判斷，再將分析結(jié)果傳輸?shù)津?qū)動(dòng)電路，產(chǎn)生作用于所述主回路中IGBT開(kāi)關(guān)和電流斷路器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0007]所述主回路另設(shè)有用于檢修更換IGBT時(shí)能保證裝置正常工作的旁路電流斷路器。
[0008]所述主回路中還設(shè)有用于過(guò)流保護(hù)的熔斷器。
[0009]所述控制回路中還包括用于檢測(cè)微電網(wǎng)和大電網(wǎng)電壓的檢測(cè)裝置、檢測(cè)電流的裝置和檢測(cè)IGBT溫度的裝置。[0010]當(dāng)所述IGBT溫度過(guò)高時(shí)，所述控制回路中信號(hào)處理單元DSP產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，具有過(guò)溫保護(hù)。。
[0011]所述控制回路中還包括用于顯示該裝置的溫度、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電壓、電流、功率、控制模式和報(bào)警信號(hào)的IXD顯示屏。
[0012]另外，所述裝置具有電壓檢同期功能、上電或復(fù)位后自檢測(cè)功能和可選擇本地控制和遠(yuǎn)程控制的功能。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明的微電網(wǎng)智能快速解并列裝置能夠?qū)崿F(xiàn)微電網(wǎng)與大電網(wǎng)之間的無(wú)縫切換。當(dāng)微電網(wǎng)由并網(wǎng)運(yùn)行轉(zhuǎn)為孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，該解并列裝置能快速斷開(kāi)；當(dāng)微電網(wǎng)需要由孤網(wǎng)運(yùn)行轉(zhuǎn)為并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，該裝置能檢測(cè)微電網(wǎng)和大電網(wǎng)兩側(cè)的電壓，并且當(dāng)滿足并網(wǎng)要求時(shí)，該解并列裝置能快速閉合，快速實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)與大電網(wǎng)之間的并列。
[0014]由于所述裝置采用了具有快速開(kāi)通/關(guān)斷性能的IGBT作為主開(kāi)關(guān)，比傳統(tǒng)的機(jī)械式開(kāi)關(guān)具有更快的開(kāi)關(guān)速度。
[0015]由于所述裝置采用的信號(hào)處理單元DSP與微網(wǎng)控制器之間能互相通信，有利于實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)與大電網(wǎng)之間更好地協(xié)調(diào)運(yùn)行，利于系統(tǒng)的優(yōu)化管理。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為微電網(wǎng)智能快速解并列裝置結(jié)構(gòu)圖；
圖2為微電網(wǎng)智能快速解并列裝置主程序流程圖；
圖3為微電網(wǎng)智能快速解并列裝置中斷程序流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解下述【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0018]本發(fā)明公開(kāi)了一種微電網(wǎng)智能快速解并列裝置，主要用在微電網(wǎng)與大電網(wǎng)連接處，當(dāng)微電網(wǎng)由并網(wǎng)運(yùn)行轉(zhuǎn)為孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，該解并列裝置能快速斷開(kāi)，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫切換；當(dāng)微電網(wǎng)需要由孤網(wǎng)運(yùn)行轉(zhuǎn)為并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，該裝置能檢測(cè)微電網(wǎng)和大電網(wǎng)兩側(cè)的電壓，當(dāng)滿足并網(wǎng)要求時(shí)，該解并列裝置能快速閉合，可快速實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)與大電網(wǎng)之間的并列。如圖1所示，其主回路由具有快速開(kāi)通/關(guān)斷性能的IGBT、電流斷路器CB和熔斷器FS組成；控制回路包括用于檢測(cè)微電網(wǎng)和大電網(wǎng)電壓的檢測(cè)裝置、檢測(cè)電流的裝置和檢測(cè)IGBT溫度的裝置以及對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行調(diào)理的電路，信號(hào)處理單元DSP，用于產(chǎn)生主電路開(kāi)關(guān)器件驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路，用于顯示DSP輸出信息的LCD顯示屏。
[0019]主回路采用的是兩個(gè)IGBT串聯(lián)而成的具有快速開(kāi)通/關(guān)斷性能的IGBT開(kāi)關(guān)，IGBT開(kāi)關(guān)兩側(cè)各串聯(lián)個(gè)電流斷路器CB2和CB3，另設(shè)有旁路開(kāi)關(guān)CBl用于檢修更換IGBT時(shí)能保證裝置的正常工作。另外，主回路中還設(shè)有熔斷器FS用于過(guò)流保護(hù)。
[0020]信號(hào)處理單元DSP與微電網(wǎng)控制器之間互相通信，微電網(wǎng)控制器向信號(hào)處理單元發(fā)出控制信號(hào)(如繼電保護(hù)信號(hào)、遠(yuǎn)程解并列信號(hào)、遠(yuǎn)程復(fù)位信號(hào)等)，控制所述主回路的開(kāi)通或關(guān)斷；所述信號(hào)處理單元向微電網(wǎng)控制器發(fā)送所述裝置的狀態(tài)信息。同時(shí)，信號(hào)處理單元對(duì)采樣調(diào)理電路的輸出信息進(jìn)行處理和邏輯分析判斷，并將分析結(jié)果傳輸?shù)津?qū)動(dòng)電路，產(chǎn)生作用于所述主回路中IGBT和電流斷路器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0021]當(dāng)IGBT溫度過(guò)高時(shí)，控制回路中信號(hào)處理單元DSP會(huì)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，具有過(guò)溫保護(hù)。LCD顯示屏顯示該裝置的溫度、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電壓、電流、功率、控制模式和各種報(bào)警信號(hào)等。另外，該裝置具有電壓檢同期功能、上電或復(fù)位后自檢測(cè)功能和可選擇本地控制和遠(yuǎn)程控制的功能。
[0022]圖2示出了微電網(wǎng)智能快速解并列裝置主程序流程，首先是初始化，包括系統(tǒng)初始化，F(xiàn)FT初始化，LCD初始化，設(shè)定工作方式；上電或復(fù)位自檢測(cè)判斷有無(wú)故障，如有將其顯示出來(lái)，若沒(méi)有，再判斷是本地還是遠(yuǎn)程控制；
若是本地控制，判斷經(jīng)FFT處理過(guò)的兩側(cè)電壓是否符合要求，若不符合要求就進(jìn)入解列狀態(tài)；若符合要求，再判斷當(dāng)前的開(kāi)關(guān)連接狀態(tài)，若是閉合狀態(tài)，就不動(dòng)作，若是斷開(kāi)狀態(tài)，就轉(zhuǎn)入并列狀態(tài)，此時(shí)若有保護(hù)信號(hào)，就進(jìn)入解列狀態(tài)，若無(wú)就不動(dòng)作；
若是遠(yuǎn)程控制，如果當(dāng)前開(kāi)關(guān)是連接的，接收到遠(yuǎn)程發(fā)出的解列命令時(shí)，就進(jìn)入解列狀態(tài)，若沒(méi)有解列命令，就不動(dòng)作；如果當(dāng)前開(kāi)關(guān)是斷開(kāi)的，沒(méi)有接收到遠(yuǎn)程發(fā)出的并列命令時(shí)，就不動(dòng)作，若接收到遠(yuǎn)程發(fā)出的并列命令，在判斷標(biāo)志位All_ok是否為I (即兩側(cè)電壓是否符合并列要求)，若All_ok=l (即兩側(cè)電壓符合并列要求)，就進(jìn)入并列狀態(tài)，若All_ok=0(即兩側(cè)電壓不符合并列要求)，就不動(dòng)作。
[0023]圖3是微電網(wǎng)智能快速解并列裝置中斷程序流程，主要是對(duì)采樣數(shù)據(jù)的處理、THD的計(jì)算、標(biāo)志位All_ok的產(chǎn)生。首先是將采樣的數(shù)據(jù)存入數(shù)組，若不滿十個(gè)，繼續(xù)采樣存儲(chǔ)，若滿十個(gè)，就進(jìn)行排序、中值濾波及校正，之后另存一數(shù)組，若不滿1044個(gè)數(shù)據(jù)，就繼續(xù)重復(fù)上述程序;若滿1044個(gè)數(shù)據(jù)，通過(guò)加窗插值FFT得到兩側(cè)電壓基波的幅值、頻率、相位，判斷是否符合并列的要求，若符合將標(biāo)志位All_ok置I ;若不符合將標(biāo)志位All_ok置O。另外，根據(jù)兩側(cè)電壓基波的幅值、頻率、相位，可以計(jì)算出高次諧波的幅值，進(jìn)而可以計(jì)算出THD，若THD大于或等于5%，裝置就進(jìn)入解列狀態(tài)；若THD小于5%，裝置不動(dòng)作。
[0024]本發(fā)明微電網(wǎng)智能快速解并列裝置采用了具有快速開(kāi)通/關(guān)斷性能的IGBT作為主開(kāi)關(guān)，這比傳統(tǒng)的機(jī)械式開(kāi)關(guān)具有更快的開(kāi)關(guān)速度，能實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)與大電網(wǎng)之間的無(wú)縫切換。另外，由于信號(hào)處理單元DSP與微網(wǎng)控制器之間能互相通信，有利于實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)與大電網(wǎng)之間更好地協(xié)調(diào)運(yùn)行，有利于系統(tǒng)的優(yōu)化管理。
【權(quán)利要求】
1.一種微電網(wǎng)智能快速解并列裝置，其特征在于:包括主回路和控制回路； 所述主回路包括具有快速開(kāi)通/關(guān)斷性能的絕緣柵雙極型晶體管IGBT開(kāi)關(guān)、電流斷路器和熔斷器，所述絕緣柵雙極型晶體管IGBT開(kāi)關(guān)由兩個(gè)IGBT反向串聯(lián)組成，開(kāi)關(guān)兩側(cè)分別各串聯(lián)一個(gè)電流斷路器； 所述控制回路包括采樣調(diào)理電路、信號(hào)處理單元及驅(qū)動(dòng)電路；所述信號(hào)處理單元與微電網(wǎng)控制器之間互相通信，信號(hào)處理單元向微電網(wǎng)控制器發(fā)送所述裝置的狀態(tài)信息，微電網(wǎng)控制器向信號(hào)處理單元發(fā)出控制信號(hào)來(lái)控制主回路開(kāi)關(guān)的開(kāi)通或關(guān)斷；同時(shí)，所述信號(hào)處理單元對(duì)采樣調(diào)理電路的輸出信息進(jìn)行處理和邏輯分析判斷，再將分析結(jié)果傳輸?shù)津?qū)動(dòng)電路，產(chǎn)生作用于所述主回路中IGBT開(kāi)關(guān)和電流斷路器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電網(wǎng)智能快速解并列裝置，其特征在于，所述主回路另設(shè)有用于檢修更換IGBT時(shí)能保證裝置正常工作的旁路電流斷路器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電網(wǎng)智能快速解并列裝置，其特征在于，所述主回路中還設(shè)有用于過(guò)流保護(hù)的熔斷器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電網(wǎng)智能快速解并列裝置，其特征在于，所述采樣調(diào)理電路包括用于檢測(cè)微電網(wǎng)和大電網(wǎng)電壓的檢測(cè)裝置、檢測(cè)電流的裝置和檢測(cè)IGBT溫度的裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電網(wǎng)智能快速解并列裝置，其特征在于，所述控制回路中還包括用于顯示該裝置的溫度、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電壓、電流、功率、控制模式和報(bào)警信號(hào)的LCD顯示屏。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微電網(wǎng)智能快速解并列裝置，其特征在于，所述檢測(cè)IGBT溫度的裝置將IGBT溫度信號(hào)傳輸給信號(hào)處理單元，進(jìn)而產(chǎn)生控制風(fēng)扇的信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H02J3/00GK103532169SQ201310508589
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】陳武, 王廣江, 顧偉, 趙波 申請(qǐng)人:東南大學(xué)