[發(fā)明專利]雙向變流器在微電網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)并離網(wǎng)雙模式運(yùn)行的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110097368.0
• 申請(qǐng)日: 2011-04-19
• 公開（公告）號(hào): CN102185333A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李朝暉;王璟;余曉鵬;楊海晶;王洋;劉巍;劉波;楊寶生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南電力試驗(yàn)研究院;北京索英電氣技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38
• 代理公司: 鄭州聯(lián)科專利事務(wù)所(普通合伙) 41104
• 代理人: 劉建芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微電網(wǎng)領(lǐng)域，尤其涉及一種雙向變流器在微電網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)并離網(wǎng)雙模式運(yùn)行的方法。

背景技術(shù)

目前，我國堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)進(jìn)入全面建設(shè)階段，將在示范工程、電動(dòng)汽車充換電設(shè)施、新能源接納、居民智能用電等方面大力推進(jìn)，而作為智能電網(wǎng)的重要組成部分的微電網(wǎng)，也將得到廣泛的應(yīng)用。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)和管理的自治系統(tǒng)，既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，也可以孤立運(yùn)行。而微電網(wǎng)中的儲(chǔ)能和能量轉(zhuǎn)換裝置尤為重要，傳統(tǒng)的儲(chǔ)能裝置及電能轉(zhuǎn)換裝置都是采用被動(dòng)控制方式，如蓄電池充放電用雙向變流器在沒有電網(wǎng)供電的情況下是無法工作的，光伏發(fā)電設(shè)備在沒有電網(wǎng)供電的情況下也是無法工作的。而作為微電網(wǎng)中的電源多為微型燃?xì)廨啓C(jī)、燃料電池、光伏電池、風(fēng)力發(fā)電機(jī)等。而光、風(fēng)能電源是具有間歇性和隨機(jī)性的不能提供穩(wěn)定的電壓源，在已經(jīng)擁有儲(chǔ)能裝置的系統(tǒng)中如再配備電源，不但需要額外的設(shè)備投入，系統(tǒng)組建也將變得復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種雙向變流器在微電網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)并離網(wǎng)雙模式運(yùn)行的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)微電網(wǎng)和大電網(wǎng)快速無縫轉(zhuǎn)換。

本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：一種雙向變流器在微電網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)并離網(wǎng)雙模式運(yùn)行的方法，包括以下步驟：（1）、微電網(wǎng)中的并離網(wǎng)控制器檢測大電網(wǎng)是否失電，若失電，則并離網(wǎng)控制器向雙向變流器發(fā)送準(zhǔn)備離網(wǎng)指令，同時(shí)并離網(wǎng)控制器向微電網(wǎng)控制系統(tǒng)發(fā)出啟動(dòng)離網(wǎng)控制策略的指令；（2）微電網(wǎng)控制系統(tǒng)根據(jù)微電網(wǎng)內(nèi)的電源與負(fù)荷綜合判斷微電網(wǎng)是否符合離網(wǎng)條件，若符合，則并離網(wǎng)控制器向雙向變流器發(fā)送離網(wǎng)指令，同時(shí)微電網(wǎng)控制系統(tǒng)向雙向變流器發(fā)出放電功率指令，使雙向變流器切換到離網(wǎng)狀態(tài)并處于電壓源工作模式,為微電網(wǎng)內(nèi)的負(fù)載和能量轉(zhuǎn)換裝置提供穩(wěn)定的電壓源；（3）、微電網(wǎng)中的并離網(wǎng)控制器檢測外電網(wǎng)是否恢復(fù)供電，若恢復(fù)供電，則并離網(wǎng)控制器向雙向變流器發(fā)送準(zhǔn)備并網(wǎng)指令；同時(shí)向微電網(wǎng)控制系統(tǒng)發(fā)出啟動(dòng)并網(wǎng)控制策略的指令；（4）微電網(wǎng)控制系統(tǒng)根據(jù)微網(wǎng)內(nèi)的電源與負(fù)荷綜合判斷微電網(wǎng)是否符合并網(wǎng)條件，若符合，則并離網(wǎng)控制器向雙向變流器發(fā)送并網(wǎng)指令，同時(shí)微電網(wǎng)控制系統(tǒng)向雙向變流器發(fā)出充放電控制指令并恢復(fù)微電網(wǎng)內(nèi)所有負(fù)荷，使雙向變流器切換到并網(wǎng)狀態(tài)，并處于電流源工作模式。

所述的步驟（2）中微電網(wǎng)控制系統(tǒng)判斷微電網(wǎng)是否符合離網(wǎng)的條件為：若并離網(wǎng)控制器已發(fā)出離網(wǎng)信號(hào)、且微網(wǎng)內(nèi)其它電源已停止工作、且儲(chǔ)能系統(tǒng)處于正常狀態(tài)、且雙向變流器處于電流源工作模式，則判斷微電網(wǎng)符合離網(wǎng)條件。

所述的步驟（4）中微電網(wǎng)控制系統(tǒng)判斷微電網(wǎng)是否符合并網(wǎng)的條件為：若并離網(wǎng)控制器已發(fā)出并網(wǎng)信號(hào)、且并網(wǎng)開關(guān)已合閘、且儲(chǔ)能系統(tǒng)處于正常狀態(tài)、且雙向變流器處于電壓源工作模式，則判斷微電網(wǎng)符合并網(wǎng)條件。

所述的微電網(wǎng)中的并離網(wǎng)控制器通過其與雙向變流器連接的兩路干接點(diǎn)采用二位二進(jìn)制編碼的方法發(fā)送指令。

本發(fā)明通過并離網(wǎng)控制器檢測大電網(wǎng)的狀態(tài)，從而向雙向變流器發(fā)送準(zhǔn)備并網(wǎng)、并網(wǎng)、準(zhǔn)備離網(wǎng)、離網(wǎng)的進(jìn)指令，當(dāng)大電網(wǎng)失電時(shí)，雙向變流器立即從并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)入離網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，微電網(wǎng)內(nèi)的負(fù)載和能量轉(zhuǎn)換裝置由雙向變流器提供穩(wěn)定的電壓源，支撐微電網(wǎng)的離網(wǎng)運(yùn)行,不需要額外的設(shè)備投入，解決了儲(chǔ)能系統(tǒng)與光伏并網(wǎng)逆變器在大電網(wǎng)失電后無法工作的問題，以及不易組建微電網(wǎng)系統(tǒng)的問題，同時(shí)也解決了微電網(wǎng)控制中離網(wǎng)運(yùn)行和并網(wǎng)運(yùn)行快速無縫轉(zhuǎn)換的問題。

附圖說明

圖1為微電網(wǎng)系統(tǒng)的電路框圖；

圖2為并離網(wǎng)控制器控制雙向變流器并離網(wǎng)工作方式切換的流程圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，微電網(wǎng)系統(tǒng)由并離網(wǎng)控制器、微電網(wǎng)控制系統(tǒng)、蓄電池組、雙向變流器、光伏發(fā)電系統(tǒng)和負(fù)荷組成，在大電網(wǎng)供電正常情況下，雙向變流器采用LAN通信方式與微電網(wǎng)控制系統(tǒng)進(jìn)行通信，受控于微電網(wǎng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制與監(jiān)控。并離網(wǎng)控制器和微電網(wǎng)控制系統(tǒng)進(jìn)行通信，由微電網(wǎng)控制系統(tǒng)向雙向變流器發(fā)出信號(hào)控制其進(jìn)行充電或放電動(dòng)作；雙向變流器采用CAN總線通信方式與儲(chǔ)能電池組BMS進(jìn)行通信，實(shí)時(shí)監(jiān)控電池組運(yùn)行狀態(tài)。

如圖2所示，本發(fā)明雙向變流器在微電網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)并離網(wǎng)雙模式運(yùn)行的方法，包括以下步驟：（1）、微電網(wǎng)中的并離網(wǎng)控制器檢測大電網(wǎng)是否失電，若失電，則并離網(wǎng)控制器向雙向變流器發(fā)送準(zhǔn)備離網(wǎng)指令，同時(shí)并離網(wǎng)控制器向微電網(wǎng)控制系統(tǒng)發(fā)出啟動(dòng)離網(wǎng)控制策略的指令；（2）微電網(wǎng)控制系統(tǒng)根據(jù)微網(wǎng)內(nèi)的電源與負(fù)荷綜合判斷微電網(wǎng)是否符合離網(wǎng)條件，若符合，則并離網(wǎng)控制器向雙向變流器發(fā)送離網(wǎng)指令，同時(shí)微電網(wǎng)控制系統(tǒng)向雙向變流器發(fā)出放電功率指令，使雙向變流器切換到離網(wǎng)狀態(tài)并處于電壓源工作模式,為微電網(wǎng)內(nèi)的負(fù)載和能量轉(zhuǎn)換裝置提供穩(wěn)定的電壓源；（3）、微電網(wǎng)中的并離網(wǎng)控制器檢測外電網(wǎng)是否恢復(fù)供電，若恢復(fù)供電，則并離網(wǎng)控制器向雙向變流器發(fā)送準(zhǔn)備并網(wǎng)指令；同時(shí)向微電網(wǎng)控制系統(tǒng)發(fā)出啟動(dòng)并網(wǎng)控制策略的指令；（4）微電網(wǎng)控制系統(tǒng)根據(jù)微網(wǎng)內(nèi)的電源與負(fù)荷綜合判斷微電網(wǎng)是否符合并網(wǎng)條件，若符合，則并離網(wǎng)控制器向雙向變流器發(fā)送并網(wǎng)指令，同時(shí)微電網(wǎng)控制系統(tǒng)向雙向變流器發(fā)出充放電控制指令并恢復(fù)微電網(wǎng)內(nèi)所有負(fù)荷，使雙向變流器切換到并網(wǎng)狀態(tài)，并處于電流源工作模式。上述步驟（2）中微電網(wǎng)控制系統(tǒng)判斷微電網(wǎng)是否符合離網(wǎng)的條件為：若并離網(wǎng)控制器已發(fā)出離網(wǎng)信號(hào)、且微網(wǎng)內(nèi)其它電源已停止工作、且儲(chǔ)能系統(tǒng)處于正常狀態(tài)、且雙向變流器處于電流源工作模式，則判斷微電網(wǎng)符合離網(wǎng)條件。上述步驟（4）中微電網(wǎng)控制系統(tǒng)判斷微電網(wǎng)是否符合并網(wǎng)的條件為：若并離網(wǎng)控制器已發(fā)出并網(wǎng)信號(hào)、且并網(wǎng)開關(guān)已合閘、且儲(chǔ)能系統(tǒng)處于正常狀態(tài)、且雙向變流器處于電壓源工作模式，則判斷微電網(wǎng)符合并網(wǎng)條件。其中所述的微電網(wǎng)中的并離網(wǎng)控制器通過其與雙向變流器連接的兩路干接點(diǎn)發(fā)送指令，目的是實(shí)現(xiàn)快速無縫的并網(wǎng)離網(wǎng)切換，干接點(diǎn)信號(hào)采用二位二進(jìn)制編碼形式：00表示并網(wǎng)，01表示準(zhǔn)備離網(wǎng),10表示準(zhǔn)備并網(wǎng)，11表示離網(wǎng)。