[發明專利]基于微電網孤島運行的防止啟動沖擊電流的裝置和方法

在審

• 申請號: 201710287158.5
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN107069777A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 錢蘇晉;丁涌;張繼忠
• 申請（專利權）人: 北京恒泰能聯科技發展有限公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/14
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所11337
• 代理人: 席小東

技術領域

本發明屬于微電網孤島運行技術領域，具體涉及一種基于微電網孤島運行的防止啟動沖擊電流的裝置和方法。

背景技術

微電網系統，既可以并接公共電網，作為電能的補充點，緩解公共電網供電壓力，減少輸配電損耗，又可以是一個獨立的發電、配電、用電一體的微型電力系統網絡。微電網系統孤島運行時，主要由各種發電特性不同的分布式電源及大量的電力電子設備穩定系統運行，其中，分布式電源包括風力發電機、光伏發電設備等設備，通過功率控制模式(P/Q控制模式)的電力電子逆變設備，僅能將直流逆變為交流，其功率輸出由一次能源的功率輸入決定而與負荷功率大小無關，并且這類分布式電源通常不能擔當系統主控電源。主要有兩個原因：首先，此類分布式電源具有不可控、間歇性等特性，不能充電主控電源；其次，各種負載運行功率波動，此類分布式電源無法調節功率波動，所以，必須接入儲能系統，通過儲能PCS的V/F控制模式，為系統提供穩定的電壓和頻率。由此可見，微電網孤島運行時，由于沒有公共電網的支撐，系統穩定性、抗沖擊能力相對比較脆弱。

從上文可知，微電網系統是通過儲能PCS維持穩定運行的。由于儲能系統的容量及特性等方面遠遠不及公共電網，所以微電網系統容量小、抗干擾、抗沖擊能力差。

在實際運行過程中，發明人發現，微電網系統在孤島運行時，當需要投入運行大功率型感性負載設備時，其啟動電流是額定電流的4-8倍，甚至更大，由于瞬間啟動電流過大，極易導致微電網系統崩潰。因此，如何有效解決上述問題，避免大功率型感性負載設備啟動過程中對微電網系統穩定性的影響，是目前迫切需要解決的事情。

發明內容

針對現有技術存在的缺陷，本發明提供一種基于微電網孤島運行的防止啟動沖擊電流的裝置和方法，可有效解決上述問題。

本發明采用的技術方案如下：

本發明提供一種基于微電網孤島運行的防止啟動沖擊電流的裝置，包括：公共電網狀態監測單元、微電網系統狀態監測單元、微電網控制器、負載控制器、電力電子設備、旁路斷路器、電力電子設備狀態監測單元、電力電子設備驅動單元、旁路斷路器狀態監測單元和旁路斷路器驅動單元；

所述公共電網狀態監測單元和所述微電網系統狀態監測單元的輸出端分別與所述微電網控制器的輸入端和所述負載控制器的輸入端連接；所述微電網控制器和所述負載控制器之間雙向連接；

在微電網系統中，每個負載的前端均串聯有一個獨立的所述電力電子設備，所述電力電子設備均并聯有一個獨立的所述旁路斷路器；所述電力電子設備狀態監測單元的狀態采集端與所述電力電子設備連接，所述電力電子設備狀態監測單元的輸出端與所述負載控制器的輸入端連接；所述旁路斷路器狀態監測單元的狀態采集端與所述旁路斷路器連接，所述旁路斷路器狀態監測單元的輸出端與所述負載控制器的輸入端連接；所述負載控制器的第一輸出端通過所述電力電子設備驅動單元與所述電力電子設備的控制端連接；所述負載控制器的第二輸出端通過所述旁路斷路器驅動單元與所述旁路斷路器的控制端連接。

優選的，所述電力電子設備為絕緣柵雙極型晶體管IGBT。

優選的，所述公共電網狀態監測單元包括：公共電網輸入電壓采集單元和公共電網輸入電流采集單元；所述微電網系統狀態監測單元包括：微電網系統電壓采集單元、微電網系統電流采集單元、微電網系統有功功率采集單元、微電網系統無功功率采集單元、各個分布式發電源的狀態采集單元以及各個負載支路的工況參數采集單元。

本發明還提供一種應用上述的基于微電網孤島運行的防止啟動沖擊電流的裝置的方法，包括以下步驟：

步驟1，公共電網狀態監測單元實時監測公共電網狀態，并實時將公共電網狀態分別上傳給微電網控制器和負載控制器；

步驟2，微電網控制器根據所述公共電網狀態，實時判斷是否發生公共電網失電的情況，如果沒有發生，返回步驟1，繼續對公共電網狀態進行監測；如果發生，則執行步驟3；

步驟3，微電網控制器基于系統配置判斷是否執行微電網控制策略，如果是，則執行步驟4；否則，執行步驟5；

步驟4，微電網控制器通過微電網系統的儲能PCS的V/F運行策略穩定微電網系統的電壓頻率，使微電網系統轉入孤島運行模式；同時，微電網控制器向負載控制器下發控制指令，命令其運行防止大電流沖擊的防沖擊模式；然后執行步驟5；

步驟5，負載控制器運行防沖擊模式，具體方法包括：

步驟5.1，負載控制器首先切除掉在并網狀態時，非工作狀態的負載；