[實用新型]一種綜合微網實驗系統

有效

• 申請號: 201020173540.7
• 申請日: 2010-04-29
• 公開（公告）號: CN201654170U
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 趙波;張雪松;童杭偉;郭力;徐瑋韡
• 申請（專利權）人: 浙江省電力試驗研究院;浙江省電力試驗研究院技術服務中心
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所 33206
• 代理人: 張建青

技術領域

本實用新型涉及電網實驗系統，具體地說是一種結構靈活的綜合微網實驗系統。

背景技術

隨著國民經濟的發展，電力需求迅速增長，電網規模不斷擴大，超大規模電力系統的弊端也日益凸現，成本高，運行難度大，難以適應用戶越來越高的安全和可靠性要求以及多樣化的供電需求。尤其在近年來世界范圍內接連發生幾次大面積停電事故，電網的脆弱性充分暴露。

分布式發電可以提供傳統的電力系統無可比擬的可靠性和經濟性，但本身也存在諸多問題，如并網后對大電網的影響。微網技術的提出能夠有效緩解分布式發電對大電網的影響，將成為高滲透率分布式發電的主要應用形式。

分布式發電和微網技術在發達國家受到廣泛關注并得到了政府的大力支持。近幾年，微網得到了較快的發展，但同時也面臨著很多問題。微網研究的核心問題在于如何保證微網的穩態運行以及微網受到擾動后如何維持暫態穩定，即微網的控制策略問題。微網實驗系統的建設，作為微網控制策略的實現載體，可為微網控制策略研究提供驗證平臺，其對微網的研究具有重要意義。

目前，國內尚未有自己建設完成的綜合微網實驗系統。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提出一種結構靈活的綜合微網實驗系統，其含多種分布式電源和儲能系統，具備可靠的多微網系統結構，既可以各小微網單獨運行，也可組成大微網運行，并可實現并網與獨立運行模式的靈活切換。

為此，本實用新型采用的技術方案是：一種綜合微網實驗系統，包括微網A和微網B，其特征在于：所述的微網A包括三段母線LM3、LM4、LM5，在母線之間設有模擬線路，母線LM3掛有蓄電池及雙向逆變器和模擬負載，母線LM4掛有三相光伏系統和模擬負載，母線LM5掛有雙饋風力發電模擬系統、直驅式風力發電機并網系統(由風機逆變器和直驅式風力發電機組成)和模擬負載，微網A通過并網開關M1與外網相連，孤島運行時，蓄電池及雙向逆變器提供微網內的電壓頻率參考。

所述的微網B包括三段母線LM7、LM8、LM9，在母線LM7與LM8之間設有模擬線路，母線LM8上掛有三相光伏系統，配有模擬負載，母線LM7上掛有柴油發電機和飛輪儲能系統，飛輪儲能系統的輸出經模擬線路連到母線LM9，母線LM9掛有用于模擬重要負荷的模擬負載，在母線LM8與LM9之間設有聯絡開關L2，使得微網B可以有兩種拓撲結構，微網B通過并網開關M2與外網相連，孤島運行時，飛輪儲能提供短時供電，隨后啟動柴油發電機提供長時間微網內的電壓頻率參考。

在母線LM5與LM8之間設有聯絡開關L1，聯絡開關L1打開時，微網A和微網B分別運行；聯絡開關L1閉合并配合相關開關狀態，將微網A和微網B聯合成一個大微網運行，該大微網通過并網開關M1與外網相連，孤島運行時，可以選擇柴油發電機或蓄電池雙向逆變器提供長微網內的電壓頻率參考。

所述的并網開關M1、M2、雙向逆變器和柴油發電機通過一模式控制器控制。微網通常包括并網運行和孤島運行兩種模式，模式控制器可根據外部條件實現微網運行模式的轉換。兩種運行模式對應的工作狀態描述如下：

并網運行模式是指本實用新型內部微網與外電網相連，外電網提供微網內的電壓頻率參考；孤島運行模式是指本實用新型內部微網與外電網斷開，微網獨立運行。孤島運行時，蓄電池及雙向逆變器提供微網內的電壓頻率參考，或者是飛輪儲能提供短時供電，隨后啟動柴油發電機提供長時間微網內的電壓頻率參考。

本實用新型通過并網控制策略實現微網的并網運行模式和孤島運行模式切換，即微網的并網和脫網控制。

微網的并網控制策略描述如下：

(1)當外網母線電壓正常時，準備并網；

(2)關停微網內部提供電壓頻率參考的設備；

(3)關停分布式電源，閉合并網開關；

(4)內網電壓正常后，分布式電源系統恢復運行；

(5)電網帶負載運行，內部儲能裝置進入充電模式。

微網的脫網控制策略描述如下：

(1)當外網母線電壓不正常時，準備脫網；

(2)打開并網開關；

(3)微網內儲能裝置獨立帶部分重要負載運行，其他電源和負載將短時關斷和停電；

(4)內網電壓正常后，分布式電源系統恢復運行；

(5)微網內部電源帶負載運行，儲能裝置進入充電模式。

所述的微網實驗系統有獨立微網模式和多微網并網模式，獨立微網模式是打開兩個微網之間的聯絡開關，兩微網各自運行；多微網并網模式是閉合兩個微網之間的聯絡開關，其中一個微網和外網的聯絡開關打開，兩微網作為一個整體運行。