[發(fā)明專利]一種微電網(wǎng)并網(wǎng)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410114404.3
• 申請(qǐng)日: 2014-03-25
• 公開（公告）號(hào): CN103855722A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李建泉;蹇芳;吳小云;程宇旭;翟文杰;萬(wàn)運(yùn)琪;袁斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南車株洲電力機(jī)車研究所有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38
• 代理公司: 北京聿宏知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;劉華聯(lián)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及分布式發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種微電網(wǎng)并網(wǎng)裝置。

背景技術(shù)

能源和環(huán)境問題是關(guān)系社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素，當(dāng)前，煤、石油等化石能源在全球能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)較大比重。面對(duì)能源危機(jī)和環(huán)境保護(hù)的雙重壓力，新能源得到了越來(lái)越廣泛地開發(fā)與利用。

近年來(lái)，光伏、風(fēng)力等新能源發(fā)電在傳統(tǒng)電網(wǎng)容量中所占的比例不斷增大，預(yù)計(jì)2020年世界光伏發(fā)電總量將占到世界總能源需求的1%，2050年將占到20%。但是，隨著新能源發(fā)電的發(fā)展，這些新能源作為隨機(jī)能源的波動(dòng)性對(duì)大電網(wǎng)的沖擊也日益凸顯。

微電網(wǎng)作為一種新的能源組織利用形式，在解決光伏發(fā)電等新能源大規(guī)模接入問題的同時(shí)，也避免了其波動(dòng)性對(duì)大電網(wǎng)的沖擊和影響，是實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電等高滲透并網(wǎng)的有效途徑。在我國(guó)建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”社會(huì)的大背景下，微電網(wǎng)的研究及推廣應(yīng)用具有重要的意義。

微電網(wǎng)由分布式發(fā)電技術(shù)發(fā)展而來(lái)，是以分布式發(fā)電單元為主、靠近分散型資源或用戶的小型供電網(wǎng)絡(luò)，是實(shí)現(xiàn)間歇式能源平滑接入大電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，能夠?qū)崿F(xiàn)分布式電源和負(fù)荷的協(xié)調(diào)運(yùn)行，滿足用戶對(duì)供電可靠性、電能質(zhì)量的多方面要求。目前，微電網(wǎng)公共連接點(diǎn)（Point?of?Common?Coupling，簡(jiǎn)稱為PCC）開關(guān)大多都只是專注于微電網(wǎng)并離網(wǎng)運(yùn)行模式切換時(shí)PCC開關(guān)快速投切功能的實(shí)現(xiàn)，智能化程度不高。加之控制器和開關(guān)本體采用單獨(dú)設(shè)計(jì)和單獨(dú)接線安裝，接線復(fù)雜，系統(tǒng)成本高，占地面積大且系統(tǒng)集成度不高。

微電網(wǎng)通過(guò)公共連接點(diǎn)和外部大電網(wǎng)相連，公共連接點(diǎn)的能量可以雙向流動(dòng)，由外部大電網(wǎng)或微電網(wǎng)自身實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)的能量平衡控制。微電網(wǎng)具有并網(wǎng)和離網(wǎng)兩種運(yùn)行狀態(tài)，微電網(wǎng)的并網(wǎng)運(yùn)行是指在正常情況下，微電網(wǎng)和大電網(wǎng)連接并可同時(shí)運(yùn)行，微電網(wǎng)向大電網(wǎng)提供多余的電能或由大電網(wǎng)補(bǔ)充微電網(wǎng)發(fā)電的不足部分；離網(wǎng)運(yùn)行是指當(dāng)大電網(wǎng)發(fā)生故障或電能質(zhì)量不能滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，微電網(wǎng)斷開與大電網(wǎng)的連接而獨(dú)立運(yùn)行，從而保證對(duì)微電網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷的高質(zhì)量供電。目前，為了保證我國(guó)配電網(wǎng)保護(hù)裝置的正常工作，未取得電力部門的許可，微電網(wǎng)不得向大電網(wǎng)輸送電能，微電網(wǎng)如需并網(wǎng)，要在公共連接點(diǎn)處增設(shè)逆流保護(hù)裝置，因此公共連接點(diǎn)的監(jiān)測(cè)和控制更加顯得重要。

基于上述情況，亟需一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能夠可靠實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)的并網(wǎng)與離網(wǎng)切換的微電網(wǎng)并網(wǎng)裝置。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種微電網(wǎng)并網(wǎng)裝置，所述裝置包括：

可控開關(guān)，其電連接于所述微電網(wǎng)和大電網(wǎng)之間，用于根據(jù)通斷信號(hào)導(dǎo)通或斷開所述微電網(wǎng)和大電網(wǎng)之間的連接；

信號(hào)采集電路，其用于采集微電網(wǎng)、大電網(wǎng)和可控開關(guān)的電信號(hào)；

控制器，其電連接于所述信號(hào)采集電路和可控開關(guān)之間，用于根據(jù)所述微電網(wǎng)、大電網(wǎng)和可控開關(guān)的電信號(hào)產(chǎn)生通斷信號(hào)，以控制所述可控開關(guān)的通斷，從而實(shí)現(xiàn)所述微電網(wǎng)的并網(wǎng)或離網(wǎng)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述信號(hào)采集電路包括：

微電網(wǎng)電信號(hào)采集電路，其用于采集所述微電網(wǎng)的電壓；

大電網(wǎng)電信號(hào)采集電路，其用于采集所述大電網(wǎng)的電壓；

可控開關(guān)信號(hào)采集電路，其用于采集流過(guò)所述可控開關(guān)的電流。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，

當(dāng)所述微電網(wǎng)處于并網(wǎng)狀態(tài)時(shí)，

所述控制器分別計(jì)算所述微電網(wǎng)和大電網(wǎng)的電壓的有效值、諧波分量、頻率和相位，以及計(jì)算流過(guò)所述可控開關(guān)的電流的有效值和諧波分量，并基于計(jì)算結(jié)果判斷大電網(wǎng)是否異常，如果大電網(wǎng)異常，所述控制器產(chǎn)生斷開信號(hào)，以控制所述可控開關(guān)斷開，從而實(shí)現(xiàn)所述微電網(wǎng)的離網(wǎng)；

當(dāng)所述微電網(wǎng)處于離網(wǎng)狀態(tài)時(shí)，

所述控制器分別計(jì)算所述微電網(wǎng)和大電網(wǎng)的電壓的有效值、諧波分量、頻率和相位，并將計(jì)算結(jié)果發(fā)送到微電網(wǎng)控制中心，來(lái)為所述微電網(wǎng)控制中心進(jìn)行微電網(wǎng)與大電網(wǎng)的同步提供數(shù)據(jù)，所述控制器判斷所述微電網(wǎng)的計(jì)算結(jié)果與所述的大電網(wǎng)的計(jì)算結(jié)果是否匹配，如果匹配，則產(chǎn)生導(dǎo)通信號(hào)控制所述可控開關(guān)閉合，從而實(shí)現(xiàn)所述微電網(wǎng)的并網(wǎng)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)所述微電網(wǎng)處于并網(wǎng)狀態(tài)時(shí)，

所述控制器分別判斷計(jì)算得到的大電網(wǎng)的電壓的有效值是否超過(guò)預(yù)設(shè)過(guò)壓限值或低于預(yù)設(shè)欠壓限值、電壓的頻率是否超過(guò)預(yù)設(shè)過(guò)頻限值或低于預(yù)設(shè)欠頻限值、電壓的諧波分量是否超過(guò)預(yù)設(shè)電壓諧波限值，如果在預(yù)設(shè)持續(xù)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)檢測(cè)到任一條件成立，則判斷所述大電網(wǎng)異常，所述微電網(wǎng)發(fā)生孤島效應(yīng)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)所述微電網(wǎng)處于并網(wǎng)狀態(tài)時(shí)，