微電網(wǎng)系統(tǒng)無縫切換控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種微電網(wǎng)系統(tǒng)無縫切換控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有研宄和實(shí)踐已表明，將分布式發(fā)電供能系統(tǒng)以微電網(wǎng)的形式接入公共電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，與公共電網(wǎng)互為支撐，是發(fā)揮分布式發(fā)電供能系統(tǒng)效能的最有效方式。微電網(wǎng)是指由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、能量變換裝置、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)和管理的自治系統(tǒng)，既可以與公共電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，也可以孤立運(yùn)行。
[0003]相較于傳統(tǒng)的發(fā)電技術(shù)，分布式發(fā)電供能系統(tǒng)由于采用就地能源，通過合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)，在災(zāi)難性事件發(fā)生導(dǎo)致大電網(wǎng)瓦解的情況下，可以保證對(duì)重要負(fù)荷的供電，并有助于大電網(wǎng)快速恢復(fù)供電，降低大電網(wǎng)停電造成的社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失；分布式發(fā)電的輸配電損耗很低，無需建配電站，可降低或避免附加的輸配電成本，并且根據(jù)用戶需求，分布式發(fā)電在實(shí)際應(yīng)用中可以提供多種服務(wù)，如備用發(fā)電，削峰填谷等。分布式電源將成為未來大型電網(wǎng)的有力補(bǔ)充和有效支撐，是未來電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)之一。
[0004]但是，在相關(guān)技術(shù)中，微電網(wǎng)從與公共電網(wǎng)的并網(wǎng)模式切換為孤網(wǎng)模式時(shí)，往往造成某些負(fù)載在一定時(shí)間例如2-3分鐘內(nèi)停電，甚至需要停電更長(zhǎng)的時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的旨在至少在一定程度上解決上述的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明需要提出一種微電網(wǎng)系統(tǒng)無縫切換控制方法，該控制方法可以保證微電網(wǎng)的并網(wǎng)與孤網(wǎng)切換的快速性，解決在并網(wǎng)轉(zhuǎn)換成孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)造成的停電問題。
[0006]為解決上述問題，本發(fā)明實(shí)施例提出一種微電網(wǎng)無縫切換控制方法，其中，所述微電網(wǎng)系統(tǒng)包括光伏供電網(wǎng)、發(fā)電機(jī)供電網(wǎng)、蓄電池供電網(wǎng)、控制系統(tǒng)和負(fù)載，所述光伏供電網(wǎng)、發(fā)電機(jī)供電網(wǎng)和所述蓄電池供電網(wǎng)均接入交流母線，公共電網(wǎng)通過PCC(programmablecomputer controller，可編程計(jì)算機(jī)控制器)開關(guān)接入所述交流母線，通過所述交流母線為連接的負(fù)載供電，其中，所述負(fù)載包括一級(jí)負(fù)載、二級(jí)負(fù)載和三級(jí)負(fù)載，所述一級(jí)負(fù)載連接不間斷電源并通過一級(jí)負(fù)荷控制開關(guān)接入所述交流母線，所述控制方法包括以下步驟:在所述公共電網(wǎng)正常時(shí)，所述控制系統(tǒng)控制所述光伏供電網(wǎng)和所述發(fā)電機(jī)供電網(wǎng)與所述公共電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，所述蓄電池供電網(wǎng)處于并網(wǎng)待機(jī)模式；在檢測(cè)到所述公共電網(wǎng)異常時(shí)，所述控制系統(tǒng)控制所述一級(jí)負(fù)荷控制開關(guān)斷開以使所述一級(jí)負(fù)載由所述不間斷電源供電，其中，所述不間斷電源的額定輸出功率滿足:PUPS>PU，Pups為所述不間斷電源的額定功率，Pu為所述一級(jí)負(fù)載的額定功率；所述PCC開關(guān)在檢測(cè)到所述公共電網(wǎng)異常時(shí)在Trca時(shí)間內(nèi)自動(dòng)斷開，并將所述PCC開關(guān)的狀態(tài)信號(hào)反饋至所述蓄電池供電網(wǎng)；所述蓄電池供電網(wǎng)在檢測(cè)到所述PCC開關(guān)斷開時(shí)，在Tsa時(shí)間內(nèi)從并網(wǎng)待機(jī)模式切換為孤網(wǎng)模式，并提供電壓參考源至所述交流母線；其中，Tpcci和T SC1滿足:T PCC1+Tscl〈TvcS T PCC1+TSC1〈TG，Tve為所述光伏供電網(wǎng)允許的掉電間斷時(shí)間，Te為所述發(fā)電機(jī)供電網(wǎng)允許的掉電間斷時(shí)間，并且，所述蓄電池供電網(wǎng)的額定功率滿足:Psc>Pu+Pu，Psc為所述蓄電池供電網(wǎng)的額定功率，P U為在應(yīng)急狀態(tài)持續(xù)工作的所述二級(jí)負(fù)載的額定功率，Pu為在應(yīng)急狀態(tài)持續(xù)工作的所述三級(jí)負(fù)載的額定功率。
[0007]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的微電網(wǎng)系統(tǒng)無縫切換控制方法，控制系統(tǒng)在檢測(cè)到公共電網(wǎng)異常時(shí)，控制無間斷電源為一級(jí)負(fù)載繼續(xù)供電，以及PCC開關(guān)斷開的時(shí)間和蓄電池供電網(wǎng)從并網(wǎng)待機(jī)模式切換為孤網(wǎng)模式的時(shí)間之和小于光伏供電網(wǎng)和發(fā)電機(jī)供電網(wǎng)的允許的掉電間斷時(shí)間，并且由蓄電池供電網(wǎng)提供電壓參考源至交流母線，保證光伏供電網(wǎng)、發(fā)電機(jī)供電網(wǎng)、二級(jí)負(fù)載和三級(jí)負(fù)載的狀態(tài)保持不變，從而實(shí)現(xiàn)無縫切換，保證從并網(wǎng)切換為孤網(wǎng)運(yùn)行的快速性和連續(xù)性，避免切換過程中造成二級(jí)負(fù)載和三級(jí)負(fù)載的停電問題。
[0008]具體地，所述蓄電池供電網(wǎng)包括:蓄電池組；雙向電池控制器和雙向逆變器，所述雙向電池控制器與所述蓄電池組連接，所述雙向逆變器分別與所述雙向電池控制器和所述交流母線連接；中央控制器，在處于并網(wǎng)待機(jī)模式時(shí)，所述中央控制器控制所述雙向逆變器進(jìn)行整流輸出以維持所述蓄電池供電網(wǎng)內(nèi)的直流母線電壓，并控制所述雙向電池控制器處于待機(jī)狀態(tài)。
[0009]具體地，在處于所述并網(wǎng)待機(jī)模式時(shí)，所述雙向電池控制器檢測(cè)所述蓄電池組的電量，當(dāng)所述蓄電池組的電量小于預(yù)設(shè)電量時(shí)，向所述蓄電池組進(jìn)行充電。
[0010]進(jìn)一步地，所述蓄電池供電網(wǎng)在檢測(cè)到所述PCC開關(guān)處于斷開狀態(tài)時(shí)，在Tsa時(shí)間內(nèi)從并網(wǎng)待機(jī)模式切換為孤網(wǎng)模式，并提供電壓參考源至所述交流母線，具體包括:所述中央控制器檢測(cè)到所述PCC開關(guān)處于斷開狀態(tài)時(shí)，控制所述雙向電池控制器由待機(jī)狀態(tài)切換為放電狀態(tài)以控制所述蓄電池組放電以維持所述直流母線電壓；以及所述中央控制器控制所述雙向逆變器由整流狀態(tài)切換為逆變狀態(tài)以輸出電壓參考源至所述交流母線。
[0011]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，上述控制方法還包括:在Tpra+Tsc^間之后，所述光伏供電網(wǎng)和所述發(fā)電機(jī)供電網(wǎng)并入所述電壓參考源以維持所述二級(jí)負(fù)載和所述三級(jí)負(fù)載持續(xù)取電；以及所述控制系統(tǒng)控制所述一級(jí)負(fù)荷控制開關(guān)閉合以維持所述一級(jí)負(fù)載持續(xù)取電，從而可以在停電或者公共電網(wǎng)故障時(shí)為負(fù)載提供穩(wěn)定電源。
[0012]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，上述控制方法還包括:在檢測(cè)到所述公共電網(wǎng)恢復(fù)正常之后，所述控制系統(tǒng)控制所述PCC開關(guān)在Trcc2+Tsc2時(shí)間內(nèi)閉合；以及所述蓄電池供電網(wǎng)從孤網(wǎng)模式切換為并網(wǎng)待機(jī)模式。
[0013]具體地，其中，!'■+!^〈!^且T PCC2+TSC2<TG, Trcc2為所述PCC開關(guān)從孤網(wǎng)轉(zhuǎn)并網(wǎng)的模式切換直至發(fā)出狀態(tài)確認(rèn)的時(shí)間，Tsc2為所述蓄電池供電網(wǎng)的孤網(wǎng)轉(zhuǎn)并網(wǎng)待機(jī)模式切換時(shí)間。
[0014]進(jìn)一步地，上述控制方法還包括:在Ira2+!^時(shí)間之后，所述控制系統(tǒng)控制所述光伏供電網(wǎng)和所述發(fā)電機(jī)供電網(wǎng)與所述公共電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行。
[0015]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述蓄電池供電網(wǎng)從孤網(wǎng)切換為并網(wǎng)待機(jī)模式具體包括:所述中央控制器控制所述雙向逆變器由逆變狀態(tài)切換為整流狀態(tài)以維持所述直流母線電壓；以及所述中央控制器控制所述雙向電池控制器由放電狀態(tài)切換為待機(jī)狀態(tài)。
[0016]本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】
[0017]本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0018]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的微電網(wǎng)系統(tǒng)的電路示意圖；
[0019]圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的微電網(wǎng)系統(tǒng)無縫切換控制方法的流程圖；以及
[0020]圖3為根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例的微電網(wǎng)系統(tǒng)無縫切換控制方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而