[發明專利]一種基于光伏和儲能的分布式微網黑啟動控制系統及方法

有效

• 申請號: 201510220232.2
• 申請日: 2015-05-04
• 公開（公告）號: CN104882906B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 張鐘平;周宇昊;張志勇;施行之;王思文;王勇;劉麗麗;鄭夢超;鄭一昂
• 申請（專利權）人: 華電電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/32
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所(普通合伙)33209
• 代理人: 張狄峰

技術領域

本發明涉及一種基于光伏和儲能的分布式微網黑啟動控制系統及方法，特別是涉及應用與分布式微網系統和分布式能源站系統。

背景技術

分布式微網以分布式發電技術為基礎，將一定區域內的分布式電源（DR）組織起來，結合終端用戶電能質量管理和能源梯級利用技術形成的小型模塊化、分散化的供能網絡。微網是電網的重要組成部分，能實現內部電源和用電負荷的聯合運行，并通過微網并網開關實現微網與主電網的連接，實現微網與主電網的協調控制，可平滑接入主電網和獨立運行，充分滿足用戶對能源多樣化、電能質量、供電可靠性和安全性的要求。

基于現有技術分布式微網無法真正實現完全黑啟動（除了水輪機），而分布式微網與傳統大電網最明顯特點是微網具有黑啟動功能，在電網大面積停電后，采取電網黑啟動措施，將大大減少電網停電時間，可以盡快恢復電網正常運行。真正黑啟動是指在電網斷電和分布式電源輔機供電電源都消失的情況下，不依靠電網外部電源，分布式電源依靠自啟動功能實現分布式微網啟動。而普通分布式電源（DR）組成的分布式微電網系統，比如由燃氣內燃機、微型燃氣輪機組成的微網功能系統不具有真正意義上的黑啟動功能，一般需要為輔機提供交直流電源，而且需要由一個具備自啟動功能的分布式電源提供VF支撐，然后具備啟動條件的分布式電源切換至PQ模式進行并網。實際微網的分布式電源啟動需要提供輔機和控制電源，而電網斷電后輔機電源將消失，所以無法實現完全黑啟動。

現在所使用的黑啟動方式較多，如公開日為2009年10月07日，公開號為CN101552462的中國專利中，公開了一種黑啟動方法，該黑啟動方法首先將大容量火電機組作為黑啟動電源，沖擊小于黑啟動電源容量的大容量變壓器，然后逐步恢復重要負荷供電，并控制電流逐級向低電壓等級沖擊負荷變壓器，通過負荷變壓器逐步向下一級電網供電，再逐步恢復分區電網和分區發電廠的供電，并傳送電流至其它同電壓等級火電機組，提供相應火電機組電廠運作所需用電，恢復相應火電機組電廠發電，控制從已恢復發電的電廠供應的電流，沖擊供電網絡中與供電系統短路容量相匹配的其它負荷變壓器，最后逐步恢復全電網的負荷供電，該黑啟動方法不是真正意義上的黑啟動。又如公開日為2014年08月13日，公開號為CN103986186A的中國專利中，公開了一種風光水互補型微電網黑啟動控制方法，該方法包括：讀入微電網基礎數據；將滿足黑啟動條件的分布式電源作為黑啟動電源備選機組；將黑啟動電源備選機組按功率大小排序，依次取其中一臺機組作為黑啟動機組；各分布式電源按照是否是黑啟動電源、是否參加孤網頻率控制選擇控制策略和控制器參數，得到備選微電網黑啟動方案；對得到的備選微電網黑啟動方案進行仿真計算，判斷備選方案的黑啟動過程及孤網運行時，微電網的各節點電壓和微電網頻率是否滿足穩定、安全限值等約束條件，滿足約束條件的，作為可行的方案，并在可行方案中選擇最優方案，本方法所需耗費的停電時間和恢復時間均較長。

綜上所述，目前還沒有一種結構設計合理，實現分布式電源黑啟動，減少電網故障情況下的停電面積、停電時間和恢復時間，提高區域電網和大電網的安全穩定性的基于光伏和儲能的分布式微網黑啟動控制系統及方法。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的上述不足，而提供一種結構設計合理，實現分布式電源黑啟動，減少電網故障情況下的停電面積、停電時間和恢復時間，提高區域電網和大電網的安全穩定性的基于光伏和儲能的分布式微網黑啟動控制系統及方法。