微網(wǎng)系統(tǒng)和微網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種微網(wǎng)系統(tǒng)和一種微網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著綠色能源的發(fā)展，各種形式的儲(chǔ)能電站也開(kāi)始推廣。由于受到場(chǎng)地和運(yùn)行成本的限制，僅依靠大型儲(chǔ)能電站根本無(wú)法滿足日益增長(zhǎng)的能源需求，而相對(duì)方便靈活的微網(wǎng)系統(tǒng)更具有廣闊的發(fā)展前景。微網(wǎng)系統(tǒng)可包括上網(wǎng)型微網(wǎng)系統(tǒng)和非上網(wǎng)型微網(wǎng)系統(tǒng)。其中，上網(wǎng)型微網(wǎng)系統(tǒng)與電網(wǎng)連接，可以運(yùn)行在削峰填谷、光伏平滑等模式下，允許微網(wǎng)系統(tǒng)向電網(wǎng)注入能量；非上網(wǎng)型微網(wǎng)系統(tǒng)可以與電網(wǎng)連接，也可以離網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行，在與電網(wǎng)連接時(shí)，微網(wǎng)系統(tǒng)不向電網(wǎng)注入能量。
[0003]相關(guān)技術(shù)中提出了一種并網(wǎng)不上網(wǎng)的直流微網(wǎng)系統(tǒng)，該微網(wǎng)系統(tǒng)由連接到直流母線的DC/AC變換裝置來(lái)為負(fù)載提供能量，其存在的缺點(diǎn)是，負(fù)載所需的功率完全由DC/AC變換裝置決定，當(dāng)負(fù)載功率大于DC/AC變換裝置的額定輸出功率時(shí)，微網(wǎng)系統(tǒng)將無(wú)法為負(fù)載供電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種微網(wǎng)系統(tǒng)，該微網(wǎng)系統(tǒng)可在負(fù)載功率大于微網(wǎng)系統(tǒng)的額定輸出功率時(shí)保證負(fù)載正常運(yùn)行。
[0005]本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提出一種微網(wǎng)系統(tǒng)的控制方法。
[0006]根據(jù)本發(fā)明一方面實(shí)施例提出的微網(wǎng)系統(tǒng)，包括:直流供電裝置；第一 DC/DC變換裝置，所述第一 DC/DC變換裝置的輸入端與直流供電裝置相連，所述第一 DC/DC變換裝置的輸出端與直流母線相連；電池組件，所述電池組件包括電池，其中，所述電池與所述直流母線相連；雙向換流裝置，所述雙向換流裝置的直流端與所述直流母線相連；開(kāi)關(guān)組件，所述開(kāi)關(guān)組件的一端與所述雙向換流裝置的交流端相連，所述開(kāi)關(guān)組件的另一端與電網(wǎng)和至少一個(gè)負(fù)載相連，所述開(kāi)關(guān)組件中具有多個(gè)開(kāi)關(guān)，用于根據(jù)用戶的指令選擇所述多個(gè)開(kāi)關(guān)中的部分開(kāi)關(guān)導(dǎo)通；第一開(kāi)關(guān)，所述第一開(kāi)關(guān)連接在所述雙向換流裝置與所述開(kāi)關(guān)組件之間，其中，所述雙向換流裝置根據(jù)所述開(kāi)關(guān)組件的通斷狀態(tài)對(duì)所述第一開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制；控制器，用于根據(jù)所述開(kāi)關(guān)組件和所述第一開(kāi)關(guān)的通斷狀態(tài)控制所述微網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行模式；其中，當(dāng)所述微網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行模式為并網(wǎng)模式時(shí)，所述雙向換流裝置用于獲取所述電網(wǎng)的當(dāng)前功率，并根據(jù)預(yù)設(shè)功率與所述電網(wǎng)的當(dāng)前功率之間的差值和預(yù)先設(shè)定的PI控制方式自動(dòng)對(duì)所述雙向換流裝置的輸出功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0007]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的微網(wǎng)系統(tǒng)，可通過(guò)用戶的指令選擇多個(gè)開(kāi)關(guān)中的部分開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，并且雙向換流裝置根據(jù)開(kāi)關(guān)組件的通斷狀態(tài)對(duì)第一開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制，控制器根據(jù)開(kāi)關(guān)組件和第一開(kāi)關(guān)的通斷狀態(tài)控制微網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行模式，從而，負(fù)載可并網(wǎng)/離網(wǎng)運(yùn)行，并且可將負(fù)載接入電網(wǎng)，在負(fù)載功率大于微網(wǎng)系統(tǒng)的額定輸出功率時(shí)由電網(wǎng)為負(fù)載進(jìn)行補(bǔ)足供電，保證負(fù)載正常運(yùn)行。另外，通過(guò)雙向換流裝置對(duì)其輸出功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以更快地對(duì)其輸出功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證微網(wǎng)系統(tǒng)不向電網(wǎng)注入功率，同時(shí)保證微網(wǎng)系統(tǒng)從電網(wǎng)獲取的電能最少，并且控制算法相對(duì)簡(jiǎn)單。
[0008]根據(jù)本發(fā)明另一方面實(shí)施例提出的微網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行控制方法，所述微網(wǎng)系統(tǒng)包括直流供電裝置，分別與所述直流供電裝置和直流母線相連的第一 DC/DC變換裝置，包括電池的電池組件，所述電池與所述直流母線相連，與所述直流母線相連的雙向換流裝置，與所述雙向換流裝置、電網(wǎng)和至少一個(gè)負(fù)載相連的開(kāi)關(guān)組件，所述開(kāi)關(guān)組件中具有多個(gè)開(kāi)關(guān)，連接在所述雙向換流裝置與所述開(kāi)關(guān)組件之間的第一開(kāi)關(guān)，所述運(yùn)行控制方法包括以下步驟:根據(jù)所述用戶的指令選擇所述多個(gè)開(kāi)關(guān)中的部分開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，并根據(jù)所述開(kāi)關(guān)組件的通斷狀態(tài)對(duì)所述第一開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制；根據(jù)所述開(kāi)關(guān)組件和所述第一開(kāi)關(guān)的通斷狀態(tài)控制所述微網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行模式；其中，當(dāng)所述微網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行模式為并網(wǎng)模式時(shí)，所述雙向換流裝置獲取所述電網(wǎng)的當(dāng)前功率，并根據(jù)預(yù)設(shè)功率與所述電網(wǎng)的當(dāng)前功率之間的差值和預(yù)先設(shè)定的PI控制方式自動(dòng)對(duì)所述雙向換流裝置的輸出功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的微網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行控制方法，通過(guò)開(kāi)關(guān)組件和第一開(kāi)關(guān)的通斷狀態(tài)控制微網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行模式，從而，負(fù)載可并網(wǎng)/離網(wǎng)運(yùn)行，并且可將負(fù)載接入電網(wǎng)，在負(fù)載功率大于微網(wǎng)系統(tǒng)的額定輸出功率時(shí)由電網(wǎng)為負(fù)載進(jìn)行補(bǔ)足供電，保證負(fù)載正常運(yùn)行，并且，當(dāng)微網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行模式為并網(wǎng)模式時(shí)，通過(guò)雙向換流裝置對(duì)雙向換流裝置的交流輸出功率進(jìn)行控制，從而通過(guò)雙向換流裝置可更快地對(duì)雙向換流裝置的交流輸出功率進(jìn)行控制。另外，通過(guò)雙向換流裝置對(duì)其輸出功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以更快地對(duì)其輸出功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證微網(wǎng)系統(tǒng)不向電網(wǎng)注入功率，同時(shí)保證微網(wǎng)系統(tǒng)從電網(wǎng)獲取的電能最少，并且控制算法相對(duì)簡(jiǎn)單。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的微網(wǎng)系統(tǒng)的方框示意圖；
[0011]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的微網(wǎng)系統(tǒng)中雙向換流裝置的控制原理示意圖；
[0012]圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的微網(wǎng)系統(tǒng)的方框示意圖；
[0013]圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的微網(wǎng)系統(tǒng)的示意圖；以及
[0014]圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的微網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行控制方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]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(guò)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，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0016]下面參考附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的微網(wǎng)系統(tǒng)和微網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行控制方法進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0017]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的微網(wǎng)系統(tǒng)的方框示意圖。如圖1所示，該微網(wǎng)系統(tǒng)100包括:直流供電裝置10、第一 DC/DC變換裝置1、電池組件2、雙向換流裝置3、開(kāi)關(guān)組件4、第一開(kāi)關(guān)Kl和控制器5。
[0018]其中，第一 DC/DC變換裝置I的輸入端與直流供電裝置10相連，第一 DC/DC變換裝置I的輸出端與直流母線6相連；電池組件2包括電池201，電池201與直流母線6相連；雙向換流裝置3的直流端與直流母線6相連。
[0019]開(kāi)關(guān)組件4的一端與雙向換流裝置3的交流端相連，開(kāi)關(guān)組件4的另一端與電網(wǎng)20和至少一個(gè)負(fù)載30相連，開(kāi)關(guān)組件4中具有多個(gè)開(kāi)關(guān)，用于根據(jù)用戶的指令選擇多個(gè)開(kāi)關(guān)中的部分開(kāi)關(guān)導(dǎo)通。第一開(kāi)關(guān)Kl的一端與雙向換流裝置3相連，第一開(kāi)關(guān)Kl的另一端與開(kāi)關(guān)組件4之間，即言，第一開(kāi)關(guān)Kl連接在雙向換流裝置3與開(kāi)關(guān)組件4之間，其中，雙向換流裝置3根據(jù)開(kāi)關(guān)組件4的通斷狀態(tài)對(duì)第一開(kāi)關(guān)Kl進(jìn)行控制。
[0020]控制器5用于根據(jù)開(kāi)關(guān)組件4和第一開(kāi)關(guān)Kl的通斷狀態(tài)控制微網(wǎng)系統(tǒng)100的運(yùn)行模式，其中，微網(wǎng)系統(tǒng)100的運(yùn)行模式可包括離網(wǎng)模式和并網(wǎng)模式，也就是說(shuō)，用戶可根據(jù)不同的運(yùn)行需求控制不同的開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，這樣通過(guò)選擇多個(gè)開(kāi)關(guān)中的部分開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，控制器5可控制微網(wǎng)系統(tǒng)100可運(yùn)行在不同的運(yùn)行模式，滿足用戶不同的運(yùn)行需求。需要進(jìn)行說(shuō)明的是，控制器5還用于對(duì)微網(wǎng)系統(tǒng)中每個(gè)控制單元進(jìn)行調(diào)度控制，具體地，控制器5用于接收微網(wǎng)系統(tǒng)中每個(gè)控制單元的運(yùn)行參數(shù)，并將運(yùn)行參數(shù)輸出以進(jìn)行外部顯示和控制。
[0021]其中，當(dāng)微網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行模式為并網(wǎng)模式時(shí)，雙向換流裝置3用于獲取電網(wǎng)20的當(dāng)前功率，并根據(jù)預(yù)設(shè)功率與電網(wǎng)20的當(dāng)前功率之間的差值和預(yù)先設(shè)定的PI (Proport1nal-1ntegral,比例-積分)控制方式即PI控制模型33自動(dòng)對(duì)其輸出功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，其中，預(yù)設(shè)功率為負(fù)值。
[0022]具體而言，雙向換流裝置3可通過(guò)圖4中的電壓檢測(cè)器31和電流檢測(cè)器31分別檢測(cè)電網(wǎng)20的當(dāng)前電壓和當(dāng)前電流，并根據(jù)檢測(cè)到的當(dāng)前電壓和當(dāng)前電流計(jì)算電網(wǎng)20的當(dāng)前功率，并將預(yù)設(shè)功率減去當(dāng)前功率的差值作為PI控制模型33的輸入以控制雙向換流裝置3的交流輸出功率。更具體地，如圖2所示，雙向換流裝置3可根據(jù)當(dāng)前電壓和當(dāng)前電流計(jì)算出電網(wǎng)20的當(dāng)前功率之后，將預(yù)設(shè)功率與當(dāng)前功率之間的差值作為PI控制模型33的輸入，根據(jù)PI控制模型對(duì)該差值分別進(jìn)行比例計(jì)算和積分計(jì)算，然后將比例計(jì)算后得到的值與積分計(jì)算后得到的值之和作為PI控制模型33的輸出，具體地，PI控制模型33的輸出為雙向換流裝置3需要輸出的功率，這樣，雙向換流裝置3根據(jù)PI控制模型33的輸出調(diào)整其交流輸出功率。由此，保證微網(wǎng)系統(tǒng)100不會(huì)向電網(wǎng)20注入電能。
[0023]其中，需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明實(shí)施例中，以微網(wǎng)系統(tǒng)100向電網(wǎng)20注入的功率為正,預(yù)設(shè)功率可為恒定的負(fù)值,例如,預(yù)設(shè)功率可為-400W。具體地，預(yù)設(shè)功率可根據(jù)用戶的需求和微網(wǎng)系統(tǒng)100的額定容量確定，預(yù)設(shè)功率可設(shè)置為微網(wǎng)系統(tǒng)容量的1%。并且，預(yù)設(shè)功率還與微網(wǎng)系統(tǒng)100允許電網(wǎng)注入的能量相關(guān)。
[0024]還需進(jìn)行說(shuō)明的是，直流供電裝置10可為光伏電池等綠色新能源供電裝置。第一DC/DC變換裝置I可采用BUCK/BOOST拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，用于對(duì)直流供電裝置10輸出的直流電進(jìn)行變換，并將變換后的直流電輸送給電池201以對(duì)電池201充電，并且，第一 DC/DC變換裝置I可運(yùn)行在最大功率追蹤模式，以對(duì)直流供電裝置10進(jìn)行最大功率追蹤。以光伏電池為例，第一 DC/DC變換裝置I用于將光伏電池輸出的低壓直流電轉(zhuǎn)換高壓直流電，并對(duì)光伏電池輸出的低壓直流電進(jìn)行調(diào)節(jié)以使光伏電池以最大功率輸出。
[0025]另外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，第一 DC/DC變換裝置I可以為一個(gè)或多個(gè)，直流供電裝置10也可以為一個(gè)或多個(gè)，多個(gè)第一 DC/DC變換裝置I的輸入端分別與多個(gè)直流供電裝置10對(duì)應(yīng)相連，多個(gè)第一 DC/DC變換裝置I的輸出端均與直流母線6相連。如圖3的示例，第