專利名稱：一種并網(wǎng)不上網(wǎng)微網(wǎng)系統(tǒng)及其控制保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微網(wǎng)集成應(yīng)用、微網(wǎng)能量管理和控制技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種并網(wǎng) 不上網(wǎng)微網(wǎng)系統(tǒng)及其控制保護(hù)方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著新能源發(fā)電技術(shù)的不斷發(fā)展提高，風(fēng)能和太陽(yáng)能等間歇性能源的發(fā) 電滲透率也隨之不斷增加，但由于分布式電源相對(duì)公共電網(wǎng)來(lái)說(shuō)是不可控發(fā)電單元，因此 大系統(tǒng)往往通過(guò)限制和隔離的方式來(lái)減小其對(duì)公共電網(wǎng)的沖擊。為了削弱分布式發(fā)電對(duì)公共電網(wǎng)的沖擊和負(fù)面影響，通過(guò)微網(wǎng)集成技術(shù)來(lái)優(yōu)化整 合分布式發(fā)電系統(tǒng)，可以很好的解決目前大規(guī)模分布式發(fā)電并網(wǎng)困難問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，微網(wǎng)系統(tǒng)有與外部公共電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行和孤網(wǎng)運(yùn)行兩種運(yùn)行方式。在并 網(wǎng)運(yùn)行方式下，微網(wǎng)通過(guò)聯(lián)絡(luò)線與外部公共電網(wǎng)并列運(yùn)行，根據(jù)微網(wǎng)內(nèi)部電源與負(fù)荷的供 需情況，聯(lián)絡(luò)線上的潮流可以雙向流動(dòng)；在孤網(wǎng)運(yùn)行方式下，微網(wǎng)與外部公共電網(wǎng)斷開(kāi)形成 孤島，微網(wǎng)內(nèi)部微源向微網(wǎng)內(nèi)的負(fù)荷供電，從而保證其供電可靠性和供電不間斷性。實(shí)際上，為了保證微網(wǎng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)和穩(wěn)定運(yùn)行，分布式能源通常需要采用與外部 公共電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行的方式?！安⒕W(wǎng)運(yùn)行”是指分布式能源系統(tǒng)在正常運(yùn)行狀態(tài)下，與公用電 網(wǎng)在主回路上存在電氣連接。電氣連接包括電纜直接連接、經(jīng)變壓器連接、經(jīng)逆變器連接等 方式。分布式能源系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行按照功率交換方式可分為“并網(wǎng)不上網(wǎng)”和“并網(wǎng)且上網(wǎng)” 兩種?！安⒕W(wǎng)不上網(wǎng)”方式下，則分布式能源只與公共電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，聯(lián)絡(luò)線功率流動(dòng)的方向 只能是從公用電網(wǎng)流向分布式能源系統(tǒng)用戶；“并網(wǎng)且上網(wǎng)”方式下，分布式能源系統(tǒng)不僅 可以與公共電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，同時(shí)還可以向公用電網(wǎng)輸送多余電量。然而，分布式能源并網(wǎng)發(fā)電并不具備電網(wǎng)友好型特征，如果直接饋入電網(wǎng)會(huì)對(duì)電 網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成一定的沖擊，特別是對(duì)配電網(wǎng)的電能質(zhì)量、供電可靠性和繼電保護(hù) 都會(huì)產(chǎn)生較大的影響。針對(duì)以上政策和技術(shù)現(xiàn)狀，有必要提出一種既有理論政策支持又有實(shí)踐推廣價(jià)值 的分布式能源發(fā)電并網(wǎng)不上網(wǎng)接入方案，這將對(duì)風(fēng)電、光伏等分布式能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展 具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義，并且隨著能源政策的日臻完善和并網(wǎng)技術(shù)的逐步成熟，可以在現(xiàn)有 硬件基礎(chǔ)上順利完成其功能拓展，從而實(shí)現(xiàn)分布式能源發(fā)電上網(wǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種并網(wǎng)不上網(wǎng)的微網(wǎng)系統(tǒng)。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種并網(wǎng)不上網(wǎng)微網(wǎng)系統(tǒng)的控制保護(hù)方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種并網(wǎng)不上網(wǎng)微網(wǎng)系統(tǒng)，包括分布式發(fā)電系統(tǒng)、分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)、用戶負(fù)載及微 網(wǎng)中央控制器；所述分布式發(fā)電系統(tǒng)和分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)通過(guò)各自的能量變換設(shè)備接入低壓 交流母線，低壓交流母線再經(jīng)過(guò)升壓變壓器接入高壓交流母線；用戶負(fù)載以分組的方式通過(guò)升壓變壓器接入高壓交流母線；高壓交流母線通過(guò)公共連接點(diǎn)單點(diǎn)接入公共電網(wǎng)；公共 連接點(diǎn)處設(shè)置有靜態(tài)開(kāi)關(guān)；所述微網(wǎng)中央控制器與分布式發(fā)電系統(tǒng)、分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)及靜 態(tài)開(kāi)關(guān)通過(guò)線纜通訊連接。進(jìn)一步地，所述分布式發(fā)電系統(tǒng)包括風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)；所述分布式儲(chǔ) 能系統(tǒng)包括電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。進(jìn)一步地，所述用戶負(fù)載包括就地負(fù)載和常規(guī)負(fù)載；所述就地負(fù)載通過(guò)可轉(zhuǎn)換的 靜態(tài)開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)其與公共電網(wǎng)和微電網(wǎng)這兩路供電系統(tǒng)之間的快速切換。進(jìn)一步地，在所述高壓交流母線與公共電網(wǎng)的公共連接點(diǎn)處設(shè)置有逆功率保護(hù)裝置。進(jìn)一步地，在所述高壓交流母線與公共電網(wǎng)的公共連接點(diǎn)處還設(shè)置有單向的電能
計(jì)量裝置。一種并網(wǎng)不上網(wǎng)微網(wǎng)系統(tǒng)的控制保護(hù)方法，包括如下步驟(1)首先是分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率主動(dòng)控制在用戶總體負(fù)荷規(guī)模遠(yuǎn)大于分布式 發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電容量的基本前提下，采用分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的主動(dòng)調(diào)節(jié)功能，即能滿足絕大多 數(shù)情況下的功率單方向流動(dòng)；(2)其次是分布式發(fā)電系統(tǒng)的限功率運(yùn)行被動(dòng)控制當(dāng)分布式發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電容量 大于用戶總體負(fù)荷，且通過(guò)分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)充電吸收有功功率也很難滿足微網(wǎng)內(nèi)部功率平 衡時(shí)，可以先限制分布式發(fā)電系統(tǒng)中的光伏發(fā)電輸出，再進(jìn)行風(fēng)電限功率控制，在極端情況 下，甚至全切；在用戶負(fù)荷增大時(shí)，可分組投入光伏發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。(3)最后是逆功率后備保護(hù)在正常工況下通過(guò)微網(wǎng)中央控制器來(lái)控制分布式儲(chǔ) 能系統(tǒng)的充放電以及分布式發(fā)電系統(tǒng)中風(fēng)電光伏系統(tǒng)的投切來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)微網(wǎng)系統(tǒng)的內(nèi)部 功率平衡，保證公共連接點(diǎn)位置的功率始終從公共電網(wǎng)流向微網(wǎng)系統(tǒng)；在微網(wǎng)中央控制器 失效或者其它異常情況下，通過(guò)逆功率保護(hù)裝置防止功率反送。進(jìn)一步地，所述步驟(1)中分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率主動(dòng)控制方法為設(shè)置微網(wǎng)系統(tǒng)最小凈負(fù)荷ALmin及分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)放電門(mén)檻值A(chǔ)Pdis， APdis〉A(chǔ)Lmin ;用戶總體負(fù)荷減去分布式發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電容量為系統(tǒng)凈負(fù)荷A Load ；當(dāng)ALoad〈 ALmin且分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前容量未達(dá)到其能量上限時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)充 電，吸收多余有功功率；當(dāng)A Load〉A(chǔ)Pdis且分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前容量未達(dá)到其能量下限時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)放 電，釋放有功功率供給用戶負(fù)載，其中系統(tǒng)凈負(fù)荷減去儲(chǔ)能釋放功率多余的部分由公共電 網(wǎng)提供。由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下有益效果1、本發(fā)明立足“并網(wǎng)不上網(wǎng)”運(yùn)行方式，在基本不改變?cè)信潆娤到y(tǒng)結(jié)構(gòu)的情況 下，利用微網(wǎng)集成技術(shù)把多種類型的分布式電源，如風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)和電池儲(chǔ) 能系統(tǒng)等有效整合，通過(guò)交流母線跟用戶負(fù)載一起并入公共電網(wǎng)，通過(guò)合理的負(fù)荷規(guī)劃和 主動(dòng)的能量管理實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)系統(tǒng)并網(wǎng)不上網(wǎng)。一方面，通過(guò)微網(wǎng)中央控制器主動(dòng)能量管理，新 能源發(fā)電完全自發(fā)自用，不向公共網(wǎng)反向送電，在有效減少對(duì)公共電網(wǎng)的用電需求并最大 化利用新能源發(fā)電的同時(shí)，還可以避免對(duì)公共電網(wǎng)的正常供電造成沖擊。另一方面，依托公 共電網(wǎng)的支撐，用戶負(fù)荷獲得更好的供電可靠性和電能質(zhì)量；該方案特別適用于城市光伏屋頂工程，光伏建筑一體化電站，可以有效克服現(xiàn)有并網(wǎng)政策和技術(shù)條件下大規(guī)模光伏發(fā) 電并網(wǎng)困難，進(jìn)ー步擴(kuò)大其應(yīng)用規(guī)模，具有相當(dāng)大的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。2、本發(fā)明兼顧“獨(dú)立離網(wǎng)”運(yùn)行方式，當(dāng)公共電網(wǎng)不可用時(shí)，由分布式發(fā)電系統(tǒng)、分 布式儲(chǔ)能系統(tǒng)和就地負(fù)載構(gòu)成ー個(gè)獨(dú)立的離網(wǎng)系統(tǒng)，維持系統(tǒng)電壓和頻率穩(wěn)定以及微網(wǎng)系 統(tǒng)功率平衡，并提供緊急備用電源，具備良好的工程示范效益，為風(fēng)電、光伏分散式接入的 打開(kāi)新局面。3、本發(fā)明在高壓交流母線與公共電網(wǎng)之間設(shè)置有逆功率保護(hù)裝置，在微網(wǎng)中央控 制器失效或者其它異常情況下，通過(guò)逆功率保護(hù)裝置可防止功率反送，為微網(wǎng)系統(tǒng)提供后 備保護(hù)。4、本發(fā)明對(duì)分布式能源的并網(wǎng)接入具有承上啟下的作用，一方面在當(dāng)前政策和技 術(shù)條件下，積極推進(jìn)新能源的并網(wǎng)接入，另ー方面，隨著能源政策的日臻完善和并網(wǎng)技術(shù)的 逐步成熟，可以在現(xiàn)有硬件基礎(chǔ)上順利完成其功能拓展，從而實(shí)現(xiàn)分布式能源發(fā)電上網(wǎng)。下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)ー步的詳細(xì)描述。


圖I為本發(fā)明一種并網(wǎng)不上網(wǎng)微網(wǎng)系統(tǒng)的主回路示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí) 施例僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明的ー種并網(wǎng)不上網(wǎng)微網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖I所示，包括分布式發(fā)電系統(tǒng)(風(fēng)カ 發(fā)電系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng))、分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)(電池儲(chǔ)能系統(tǒng))及用戶負(fù)載(就地負(fù)載、常規(guī)負(fù) 載)；其中，分布式發(fā)電系統(tǒng)和分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)通過(guò)各自的能量變換設(shè)備接入380V的低壓 交流母線，低壓交流母線再經(jīng)過(guò)升壓變壓器接入IOkV的高壓交流母線實(shí)現(xiàn)交流并網(wǎng)；用戶 負(fù)載以分組的方式通過(guò)升壓變壓器接入IOkV的高壓交流母線，從高壓交流母線取電；高壓 交流母線通過(guò)公共連接點(diǎn)(PCC)單點(diǎn)接入公共電網(wǎng)；其中，公共連接點(diǎn)處設(shè)置有靜態(tài)開(kāi)關(guān) (KO);就地負(fù)載通過(guò)可轉(zhuǎn)換的靜態(tài)開(kāi)關(guān)(Kldl_3)實(shí)現(xiàn)其與公共電網(wǎng)和微電網(wǎng)這兩路供電系 統(tǒng)之間的快速切換。并網(wǎng)不上網(wǎng)微網(wǎng)系統(tǒng)還包括微網(wǎng)中央控制器(MGCC)，微網(wǎng)中央控制器 與分布式發(fā)電系統(tǒng)、分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)及各靜態(tài)開(kāi)關(guān)通過(guò)線纜通訊連接；在高壓交流母線與 公共電網(wǎng)的公共連接點(diǎn)處設(shè)置有逆功率保護(hù)裝置；在高壓交流母線與公共電網(wǎng)的公共連接 點(diǎn)處還設(shè)置有單向的電能計(jì)量裝置。其中靜態(tài)開(kāi)關(guān)在外部公共電網(wǎng)遇到嚴(yán)重的電能質(zhì)量問(wèn)題時(shí)，能夠使微網(wǎng)迅速退出主 電網(wǎng)，進(jìn)入孤島模式運(yùn)行，并具備防止非計(jì)劃孤島保護(hù)功能。當(dāng)主電網(wǎng)恢復(fù)正常以后，靜態(tài) 開(kāi)關(guān)能夠安全地把微網(wǎng)同期并入電網(wǎng)；此外，靜態(tài)開(kāi)關(guān)還用于重要就地負(fù)載的雙路電源投 切。微網(wǎng)中央控制器(MGCC):通過(guò)通信線纜與系統(tǒng)內(nèi)分布式發(fā)電系統(tǒng)、分布式儲(chǔ)能系 統(tǒng)進(jìn)行通訊管理，并對(duì)各并網(wǎng)點(diǎn)開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制，主要實(shí)現(xiàn)“并網(wǎng)不上網(wǎng)”運(yùn)行方式下功率不 反送，“獨(dú)立離網(wǎng)”運(yùn)行方式下系統(tǒng)功率平衡，以及并網(wǎng)和離網(wǎng)運(yùn)行方式之間的模式切換功gt。逆功率保護(hù)裝置并網(wǎng)不上網(wǎng)接入方式對(duì)系統(tǒng)繼電保護(hù)的影響較小，但需配置獨(dú) 立的逆功率保護(hù)，防止微網(wǎng)向公共電網(wǎng)倒送電力。電能計(jì)量裝置在公共連接點(diǎn)安裝單向的電能計(jì)量裝置，單向計(jì)量用戶從公共電 網(wǎng)獲取的電量。為了充分保障系統(tǒng)“并網(wǎng)不上網(wǎng)”安全穩(wěn)定運(yùn)行，本發(fā)明的并網(wǎng)不上網(wǎng)微網(wǎng)系統(tǒng)的 控制和保護(hù)方法，提出了 “三道安全保障防線”首先是分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率主動(dòng)控制，在微網(wǎng)系統(tǒng)中風(fēng)電光伏發(fā)電量或者用戶 負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)可以立即響應(yīng)，起到平衡功率的作用。在用戶總體負(fù)荷規(guī)模遠(yuǎn)大 于風(fēng)光發(fā)電容量的基本前提下，輔以儲(chǔ)能系統(tǒng)的主動(dòng)調(diào)節(jié)功能，即能滿足絕大多數(shù)情況下 的功率單方向流動(dòng)。其次是分布式發(fā)電系統(tǒng)(間歇性新能源發(fā)電系統(tǒng))的限功率運(yùn)行被動(dòng)控制，當(dāng)微網(wǎng) 系統(tǒng)風(fēng)光發(fā)電量大于用戶負(fù)荷，且通過(guò)儲(chǔ)能系統(tǒng)充電吸收有功功率也很難滿足微網(wǎng)內(nèi)部功 率平衡時(shí)，鑒于光伏發(fā)電系統(tǒng)的分組控制靈活性，可以先限制光伏發(fā)電輸出，再進(jìn)行風(fēng)電限 功率控制，在極端情況下，甚至全切。反之，在用戶負(fù)荷增大時(shí)，分組投入光伏系統(tǒng)和風(fēng)電機(jī) 組，在充分保障功率不反送的情況下，最大限度的利用可再生能源。最后是逆功率后備保護(hù)，在正常工況下通過(guò)微網(wǎng)中央控制器(MGCC)的來(lái)控制儲(chǔ)能 系統(tǒng)的充放電以及風(fēng)電光伏系統(tǒng)的投切來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)微網(wǎng)系統(tǒng)的內(nèi)部功率平衡，保證公共連 接點(diǎn)(PCC)位置的功率始終從公共電網(wǎng)流向微網(wǎng)系統(tǒng)；在微網(wǎng)中央控制器(MGCC)失效或者 其它異常情況下，通過(guò)逆功率保護(hù)裝置防止功率反送。保護(hù)完全獨(dú)立于控制，進(jìn)一步保障了 公共連接點(diǎn)的功率單向流動(dòng)。本發(fā)明的一種并網(wǎng)不上網(wǎng)微網(wǎng)系統(tǒng)的工作過(guò)程為在并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)(K0、K1、K2閉合，同時(shí)就地負(fù)載的靜態(tài)開(kāi)關(guān)Kldl_3處于“0”位置，這 樣整個(gè)微網(wǎng)系統(tǒng)通過(guò)10kv交流母線在公共連接點(diǎn)(PCC)處接入公共電網(wǎng))要求“并網(wǎng)不上 網(wǎng)”，通過(guò)微網(wǎng)中央控制器(MGCC)的調(diào)節(jié)，控制整個(gè)微網(wǎng)系統(tǒng)只向公共電網(wǎng)取電，而不向公 共電網(wǎng)送電。在獨(dú)立離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)(K1、K2斷開(kāi)，同時(shí)就地負(fù)載的靜態(tài)開(kāi)關(guān)Kldl_3切換至“1”位置， 這樣風(fēng)光儲(chǔ)和就地負(fù)載構(gòu)成獨(dú)立離網(wǎng)系統(tǒng))，儲(chǔ)能系統(tǒng)提供交流母線的電壓和頻率參考， 風(fēng)電和光伏發(fā)電系統(tǒng)匯集到交流母線，和儲(chǔ)能系統(tǒng)一起給就地負(fù)載提供穩(wěn)定可靠的電力供應(yīng)。在微網(wǎng)并網(wǎng)不上網(wǎng)運(yùn)行方式下，我們定義E Pwind一風(fēng)電機(jī)組總出力E Ppv—光伏發(fā)電系統(tǒng)出力E Pload—系統(tǒng)總負(fù)荷(這里包括就地負(fù)載和常規(guī)負(fù)載)A Load一系統(tǒng)凈負(fù)荷A Lmin一系統(tǒng)最小凈負(fù)荷APdis—方文電門(mén)濫值(APdis> ALmin)貝ljA Load= E Pload- E Pwind- E Ppv,當(dāng)系統(tǒng)凈負(fù)荷A Load〈 A Lmin且儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前容量未達(dá)到其能量上限時(shí),就可以采取主動(dòng)的應(yīng)對(duì)策略首先調(diào)整儲(chǔ)能充電功率，吸收多余有功功率；其次限制光伏功率輸 出，甚至再切除風(fēng)機(jī)來(lái)保障功率不反送；當(dāng)系統(tǒng)凈負(fù)荷ALoad〉A(chǔ)Pdis并且儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前容量未達(dá)到其能量下限時(shí)，則儲(chǔ) 能系統(tǒng)放電，釋放有功功率供給本地負(fù)荷，其中凈負(fù)荷減去儲(chǔ)能釋放功率多余的部分由公 共電網(wǎng)提供。同時(shí)在系統(tǒng)凈負(fù)荷ALoad較大時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際情況，分組投入光伏和風(fēng)電 機(jī)組，爭(zhēng)取風(fēng)光資源利用最大化。在獨(dú)立離網(wǎng)運(yùn)行方式下，我們定義E Pload—系統(tǒng)總負(fù)荷(這里僅指就地負(fù)載)E Pess—儲(chǔ)能系統(tǒng)功率A P一系統(tǒng)凈功率則凈功率AP= E Pwind+ E Ppv_ E Pload，取儲(chǔ)能系統(tǒng)功率E Pess=AP。凈功率 為正且儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前容量為達(dá)到其能量上限時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)充電吸收能量；凈功率為負(fù)且儲(chǔ) 能系統(tǒng)當(dāng)前容量未達(dá)到其能量下限時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)放電釋放能量。在這里風(fēng)電和光伏系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)恒功率控制，而儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電壓頻率控制，即儲(chǔ)能 系統(tǒng)在提供系統(tǒng)電壓和頻率參考的同時(shí)，維持整個(gè)獨(dú)立離網(wǎng)系統(tǒng)的功率平衡。最后應(yīng)說(shuō)明的是以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明， 盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可 以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡 在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種并網(wǎng)不上網(wǎng)微網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，包括分布式發(fā)電系統(tǒng)、分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)、用戶負(fù)載及微網(wǎng)中央控制器； 所述分布式發(fā)電系統(tǒng)和分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)通過(guò)各自的能量變換設(shè)備接入低壓交流母線，低壓交流母線再經(jīng)過(guò)升壓變壓器接入高壓交流母線；用戶負(fù)載以分組的方式通過(guò)升壓變壓器接入高壓交流母線；高壓交流母線通過(guò)公共連接點(diǎn)單點(diǎn)接入公共電網(wǎng)；公共連接點(diǎn)處設(shè)置有靜態(tài)開(kāi)關(guān)； 所述微網(wǎng)中央控制器與分布式發(fā)電系統(tǒng)、分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)及靜態(tài)開(kāi)關(guān)通過(guò)線纜通訊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的并網(wǎng)不上網(wǎng)微網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述分布式發(fā)電系統(tǒng)包括風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)；所述分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)包括電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的并網(wǎng)不上網(wǎng)微網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述用戶負(fù)載包括就地負(fù)載和常規(guī)負(fù)載； 所述就地負(fù)載通過(guò)可轉(zhuǎn)換的靜態(tài)開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)其與公共電網(wǎng)和微電網(wǎng)這兩路供電系統(tǒng)之間的快速切換。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的并網(wǎng)不上網(wǎng)微網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，在所述高壓交流母線與公共電網(wǎng)的公共連接點(diǎn)處設(shè)置有逆功率保護(hù)裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的并網(wǎng)不上網(wǎng)微網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，在所述高壓交流母線與公共電網(wǎng)的公共連接點(diǎn)處還設(shè)置有單向的電能計(jì)量裝置。
6.一種并網(wǎng)不上網(wǎng)微網(wǎng)系統(tǒng)的控制保護(hù)方法，其特征在于，包括如下步驟 (O首先是分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率主動(dòng)控制在用戶總體負(fù)荷規(guī)模遠(yuǎn)大于分布式發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電容量的基本前提下，采用分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的主動(dòng)調(diào)節(jié)功能，即能滿足絕大多數(shù)情況下的功率單方向流動(dòng)； (2)其次是分布式發(fā)電系統(tǒng)的限功率運(yùn)行被動(dòng)控制當(dāng)分布式發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電容量大于用戶總體負(fù)荷，且通過(guò)分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)充電吸收有功功率也很難滿足微網(wǎng)內(nèi)部功率平衡時(shí)，可以先限制分布式發(fā)電系統(tǒng)中的光伏發(fā)電輸出，再進(jìn)行風(fēng)電限功率控制，在極端情況下，甚至全切；在用戶負(fù)荷增大時(shí)，可分組投入光伏發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)。
(3)最后是逆功率后備保護(hù)在正常エ況下通過(guò)微網(wǎng)中央控制器來(lái)控制分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電以及分布式發(fā)電系統(tǒng)中風(fēng)電光伏系統(tǒng)的投切來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)微網(wǎng)系統(tǒng)的內(nèi)部功率平衡，保證公共連接點(diǎn)位置的功率始終從公共電網(wǎng)流向微網(wǎng)系統(tǒng)；在微網(wǎng)中央控制器失效或者其它異常情況下，通過(guò)逆功率保護(hù)裝置防止功率反送。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的并網(wǎng)不上網(wǎng)微網(wǎng)系統(tǒng)的控制保護(hù)方法，其特征在于，所述步驟(I)中分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率主動(dòng)控制方法為 設(shè)置微網(wǎng)系統(tǒng)最小凈負(fù)荷ALmin及分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)放電門(mén)檻值A(chǔ)Pdis，APdis> ALmin ;用戶總體負(fù)荷減去分布式發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電容量為系統(tǒng)凈負(fù)荷ALoad ； 當(dāng)Λ Load< Δ Lmin且分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前容量未達(dá)到其能量上限吋，儲(chǔ)能系統(tǒng)充電，吸收多余有功功率； 當(dāng)Λ Load〉Λ Pdis且分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前容量未達(dá)到其能量下限時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)放電，釋放有功功率供給用戶負(fù)載，其中系統(tǒng)凈負(fù)荷減去儲(chǔ)能釋放功率多余的部分由公共電網(wǎng)提供。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種并網(wǎng)不上網(wǎng)微網(wǎng)系統(tǒng)及其控制保護(hù)方法，在基本不改變?cè)信潆娤到y(tǒng)結(jié)構(gòu)的情況下，把多種類型的分布式電源，如風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)和電池儲(chǔ)能系統(tǒng)等，通過(guò)交流母線跟用戶負(fù)載一起并入公共電網(wǎng)，通過(guò)合理的負(fù)荷規(guī)劃和主動(dòng)的能量管理實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)系統(tǒng)并網(wǎng)不上網(wǎng)。通過(guò)上述結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及微網(wǎng)中央控制器的主動(dòng)能量管理，使新能源發(fā)電完全自發(fā)自用，不向公共電網(wǎng)反向送電，在有效減少對(duì)公共電網(wǎng)的用電需求并最大化利用新能源發(fā)電的同時(shí)，還可以避免對(duì)公共電網(wǎng)的正常供電造成沖擊；同時(shí)，依托公共電網(wǎng)的支撐，使用戶負(fù)載獲得更好的供電可靠性和電能質(zhì)量。
文檔編號(hào)H02J3/38GK102664429SQ20121017309
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月29日
發(fā)明者周志超, 張憲平, 所旭, 王文亮, 王歡, 秦明, 許偉 申請(qǐng)人:國(guó)電聯(lián)合動(dòng)力技術(shù)有限公司