[發明專利]一種獨立運行微電網主控電源切換方法

有效

• 申請號: 201310344557.2
• 申請日: 2013-08-08
• 公開（公告）號: CN103457296A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 李富生
• 申請（專利權）人: 許繼集團有限公司;許繼電氣股份有限公司;許昌許繼軟件技術有限公司
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 胡泳棋

技術領域

本發明涉及一種獨立運行微電網主控電源切換方法，屬于微電網控制技術領域。

背景技術

微電網可以看成電力系統的一種結構，包括分布式電源、負荷、儲能設備等的小型系統。微電網系統可工作于并網運行與獨立運行兩種模式。微電網和配電網并網運行時，由配電網提供微電網的頻率、電壓支撐。在微電網獨立運行時，必須由特定電源提供整個微電網的頻率、電壓支撐，我們稱為主電源。

在常規獨立供電系統中，通常采用旋轉電機作為主控電源，比如柴油發電機作為主電源，維持電網的電壓和頻率。在微電網系統中，新增了分布式發電和儲能系統，在對主控電源的選擇上更加豐富，而在不同情況下選擇不同的主控電源可以滿足用戶對微電網的不同需求。例如，當分布式發電足夠滿足負荷用電時，可使用微電網配置的儲能變流器PCS作為主電源，為系統提供穩定的電壓和頻率；當可再生能源發電不足時，啟動柴油發電機由柴油發電機維持系統的頻率和電壓，此時將儲能轉換為PQ控制模式，其出力由微電網能量管理系統調度。

發明內容

本發明的目的是提供一種獨立運行微電網主控電源切換方法，以解決目前微電網中主控電源切換問題。

本發明為解決上述技術問題而提供一種獨立運行微電網主控電源切換方法，該切換方法的步驟如下：

1）.根據微電網中可再生能源發電出力、旋轉電機出力、儲能電池剩余容量和負荷用電功率來判斷當前主控電源工作模式是否可靠；

2）.如果主控電源的工作模式不可靠，進入步驟3）根據可靠性計算切換主電源，如果主控電源的工作模式可靠，則進入步驟4）根據經濟性計算切換主電源；

3）.判斷當前的主控電源是否為儲能PCS或儲能電池，如果不是，增加其它旋轉電機作為主電源維持主控電源的供電可靠性，如果是儲能PCS或儲能電池，儲能PCS或儲能電池剩余容量過低，且可再生能源不能支撐所有的負荷，將主控電源切換為旋轉電機；

4）.計算無低電壓穿越的逆變器總出力，判斷即將承擔主控電源的最大出力是否大于目前主設備出力與因模式切換退出的逆變器出力的總和，如果是，則設置儲能電池為主控電源，如果不是，切除對應的非重要負荷，并將儲能電池切換為主控電源。

所述步驟1）中判斷當前主控電源工作是否可靠的原則為：

當主控電源為旋轉電機時，如果旋轉電機的發電功率超過其額定容量的80%，判斷當前的主控電源不可靠；

當主控電源為儲能PCS或者儲能電池時，儲能PCS放電功率超過70%或者電池儲能SOC低于20%，判斷當前的主控電源不可靠。

所述步驟3）中判斷當前主控電源工作是否經濟的原則為：

當主控電源為旋轉電機時，如果旋轉電機的發電功率達不到30%以上，判斷當前主控電源不經濟。

所述步驟3）中將主控電源切換為旋轉電機的具體過程如下：

a.判斷待切換為主控電源的旋轉電機的并網沖擊電流是否小于儲能電池的保護電流；

b.如果是，則啟動該旋轉電機，并判斷啟動的旋轉電機的出力是否大于儲能PCS或儲能電池當前的出力功率，如果不大于，再啟動一臺旋轉電機，直至已啟動的旋轉電機的出力大于儲能PCS或儲能電池當前的出力功率，將已啟動的旋轉電機切換為主控電源；

c.如果旋轉電機的并網沖擊電流不小于儲能電池的保護電流，將該旋轉電機的斷路器斷開并啟動該旋轉電機，判斷啟動的旋轉電機的出力是否大于儲能PCS或儲能電池當前的出力功率，如果不大于，再斷開一臺旋轉電機的斷路器并啟動該電機，直至已啟動的旋轉電機最大發電量總和大于儲能PCS或儲能電池當前功率，將已啟動的旋轉電機的斷路器閉合并網，并將并網后旋轉電機切換為主控電源。

所述的步驟3）中儲能PCS或儲能電池剩余容量過低指的是儲能PCS放電功率超過70%或儲能電池的SOC低于20%。

所述的旋轉電機為柴油機、微型燃氣輪機、小型水利發電機或燃料電池。

所述步驟4）中當一次能源為燃料的旋轉電機最為主控電源時，其充放電功率大小由微電網能量管理系統根據系統能量平衡和經濟優化需求進行設置。

本發明的有益效果是:本發明能夠在微電網獨立運行時，微電網系統存在至少兩臺可作為主控電源的發電設備情況下，根據分布式發電出力情況、負荷情況、主控電源情況和儲能情況，合理快速的切換主控電源，并能在微電網供電穩定安全的同時，極大化地利用分布式發電，節約燃料費用，減少環境污染。

附圖說明

圖1是本發明獨立運行微電網主控電源切換方法的流程圖；