本發(fā)明涉及微電網(wǎng)領(lǐng)域，尤其是涉及一種孤島模式下逆變器并聯(lián)帶載控制方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)在小型微網(wǎng)分布式發(fā)電系統(tǒng)普及范圍越來越廣，在工廠、社區(qū)、寫字樓等場合一般都配備有多臺太陽能或風(fēng)能并網(wǎng)逆變器。當(dāng)主電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，傳統(tǒng)的做法是微網(wǎng)系統(tǒng)和電網(wǎng)的主開關(guān)斷開，這些并網(wǎng)逆變器停止工作，微網(wǎng)系統(tǒng)中裝備的其它離網(wǎng)逆變器通過有線并機(jī)或無線并機(jī)的方式進(jìn)行并聯(lián)工作共同給微網(wǎng)系統(tǒng)中的重要負(fù)載提供電能。這樣做法的缺點(diǎn)是在孤島發(fā)生期間，太陽能和風(fēng)能等綠色能源不能有效被利用，另外為了滿足負(fù)載的需要還需要額外配備多臺離網(wǎng)逆變器造成設(shè)備上的浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種考慮負(fù)載分類、提高新能源電源的使用效率、節(jié)省成本的孤島模式下逆變器并聯(lián)帶載控制方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種孤島模式下逆變器并聯(lián)帶載控制方法，包括以下步驟：

1)離網(wǎng)單元控制器判斷微網(wǎng)是否處于孤島模式，若是，則進(jìn)行步驟2)，若否，則進(jìn)行步驟3)；

2)開關(guān)k斷開，開關(guān)k0閉合，離網(wǎng)逆變器工作，離網(wǎng)單元控制器根據(jù)負(fù)載功率、孤島微網(wǎng)電壓及離網(wǎng)逆變器電流回饋控制負(fù)載開關(guān)k1、k2和k3的開通及關(guān)斷；

3)開關(guān)k閉合，開關(guān)k0斷開，并網(wǎng)逆變器正常工作，離網(wǎng)逆變器不工作。

所述的步驟2)中具體包括以下步驟：

21)離網(wǎng)單元控制器判斷微網(wǎng)電壓孤島有效值是否小于230v且離網(wǎng)逆變器是否滿負(fù)荷反向?qū)δ茈姵爻潆?，?dāng)微網(wǎng)電壓孤島有效值大于等于230v且離網(wǎng)逆變器滿負(fù)荷反向?qū)δ茈姵爻潆姇r(shí)，進(jìn)行步驟22)，否則，進(jìn)行步驟23)；

22)全部閉合負(fù)載開關(guān)k1、k2和k3，并且順序依次關(guān)閉編號為2到n的并網(wǎng)逆變器，并返回步驟21)；

23)并網(wǎng)逆變器全部正常工作；

24)離網(wǎng)單元控制器判斷微網(wǎng)電壓孤島有效值是否大于210v且離網(wǎng)逆變器是否滿負(fù)荷輸出，當(dāng)微網(wǎng)電壓孤島有效值小于等于210v且離網(wǎng)逆變器滿負(fù)荷輸出時(shí)，進(jìn)行步驟25)，否則，進(jìn)行步驟27)；

25)判斷負(fù)載開關(guān)k1、k2和k3是否全部閉合，若是，則閉合負(fù)載開關(guān)k1和k2，斷開負(fù)載開關(guān)k3，停止對一般負(fù)載供電，并返回步驟24)，若否，則進(jìn)行步驟26)；

26)當(dāng)負(fù)載開關(guān)k1和k2閉合且負(fù)載開關(guān)k3斷開時(shí)，閉合負(fù)載開關(guān)k1并且斷開負(fù)載開關(guān)k2和k3，停止對一般負(fù)載和次要負(fù)載供電，并返回步驟24)，當(dāng)沒有出現(xiàn)負(fù)載開關(guān)k1和k2閉合且負(fù)載開關(guān)k3斷開的情況時(shí)，則關(guān)閉所有逆變器并報(bào)警，返回步驟24)；

27)判斷離網(wǎng)逆變器輸出功率是否小于其額定負(fù)荷功率的1-x倍，若是，則進(jìn)行步驟28)，若否，則關(guān)閉所有逆變器并報(bào)警，返回步驟24)；

28)當(dāng)負(fù)載開關(guān)k1閉合且負(fù)載開關(guān)k2斷開時(shí)，則閉合負(fù)載開關(guān)k2且斷開負(fù)載開關(guān)k3，并返回步驟24)，當(dāng)負(fù)載開關(guān)k1和k2均閉合時(shí)，則進(jìn)行步驟29)；

29)判斷離網(wǎng)逆變器輸出功率是否小于其額定功率的1-x-y倍，若是，則閉合負(fù)載開關(guān)k1、k2和k3，向所有負(fù)載供電，并返回步驟24)，若否，則閉合負(fù)載開關(guān)k1和k2且斷開負(fù)載開關(guān)k3，并返回步驟24)。

所述的步驟22)中，順序依次關(guān)閉編號為2到n的并網(wǎng)逆變器具體步驟為：

先關(guān)閉標(biāo)號為2的并網(wǎng)逆變器，離網(wǎng)單元控制器判斷微網(wǎng)電壓孤島有效值不小于230v且離網(wǎng)逆變器滿負(fù)荷反向?qū)δ茈姵爻潆姷臈l件是否成立，若成立，則繼續(xù)關(guān)斷編號為3的并網(wǎng)逆變器，直至條件不成立時(shí)停止后續(xù)并網(wǎng)逆變器的關(guān)斷。

所述的負(fù)載開關(guān)k1、k2和k3的優(yōu)先級為k1高于k2高于k3。

一種控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括離網(wǎng)單元控制器、離網(wǎng)逆變器、儲能電池和多個相互并聯(lián)的并網(wǎng)逆變器，所述的儲能電池通過離網(wǎng)逆變器與多個并網(wǎng)逆變器的電源公共端連接，所述的離網(wǎng)逆變器與電源公共端之間設(shè)有負(fù)載開關(guān)k0，電源公共端與主電網(wǎng)之間設(shè)有負(fù)載開關(guān)k，電源公共端與重要負(fù)載之間設(shè)有負(fù)載開關(guān)k1，電源公共端與次要負(fù)載之間設(shè)有負(fù)載開關(guān)k2，電源公共端與一般負(fù)載之間設(shè)有負(fù)載開關(guān)k3，所述的離網(wǎng)單元控制器分別與離網(wǎng)逆變器、并網(wǎng)逆變器、負(fù)載開關(guān)k0、負(fù)載開關(guān)k、負(fù)載開關(guān)k1、負(fù)載開關(guān)k2和負(fù)載開關(guān)k3連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明通過對負(fù)載進(jìn)行分類，通過三個不同級別的負(fù)載開關(guān)控制不同級別負(fù)載的使用，在微網(wǎng)孤島模式下通過離網(wǎng)單元智能控制器控制一臺能量可以雙向流動的離網(wǎng)逆變器和并網(wǎng)逆變器的并聯(lián)工作，提高了新能源電源的使用效率，節(jié)省了成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明孤島模式下離網(wǎng)逆變器并聯(lián)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的控制流程框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例

如圖1所示，離網(wǎng)逆變器能量可以雙向流動，輸入端接儲能電池，輸出端通過開關(guān)k0接入微網(wǎng)電源公共端；并網(wǎng)逆變器1、并網(wǎng)逆變器2、┅、并網(wǎng)逆變器n為n臺并網(wǎng)逆變器，其輸入端要么是接太陽能電池板要么接風(fēng)力發(fā)電裝置；離網(wǎng)單元控制器為孤島模式下微網(wǎng)系統(tǒng)供電的控制單元，該單元與編號為1的并網(wǎng)逆變器進(jìn)行雙向通訊，接收并網(wǎng)逆變器1進(jìn)行反孤島偵測時(shí)輸出的孤島發(fā)生信號及微網(wǎng)電壓信號；離網(wǎng)單元控制器對編號為2到n的并網(wǎng)逆變器進(jìn)行單向通訊，控制它們工作或停止；圖中對所有負(fù)載根據(jù)其使用級別進(jìn)行分類，分為重要負(fù)載、次要負(fù)載和一般負(fù)載，分別連接開關(guān)k1、k2及k3；所有微網(wǎng)電源及負(fù)載通過開關(guān)k和主電網(wǎng)進(jìn)行連接。

本發(fā)明方法的設(shè)定條件為：

1、設(shè)定本發(fā)明中雙向離網(wǎng)逆變器的功率不小于重要負(fù)載的功率之和。

2、設(shè)定離網(wǎng)單元控制器實(shí)時(shí)計(jì)算次要負(fù)載占負(fù)載總輸出功率的x％，一般負(fù)載占負(fù)載總輸出功率的y％。

3、設(shè)定k1、k2、k3三個開關(guān)，k1的開通優(yōu)先級最高，k2其次，k3最低，不可能出現(xiàn)k3導(dǎo)通而k1、k2沒有導(dǎo)通，k2導(dǎo)通k1沒有導(dǎo)通等情況。

離網(wǎng)單元控制器采集微網(wǎng)電壓有效值、重要負(fù)載總電流、次要負(fù)載總電流、一般負(fù)載總的電流及微網(wǎng)孤島發(fā)生信號等進(jìn)行功率計(jì)算及邏輯判斷，根據(jù)圖2的控制邏輯流程進(jìn)行下列操作步驟：

一、當(dāng)微網(wǎng)未處于孤島模式時(shí)，k閉合，k0斷開，并網(wǎng)逆變器正常工作，而離網(wǎng)逆變器不工作。

二、當(dāng)微網(wǎng)處于孤島模式時(shí)，k斷開，k0斷開，離網(wǎng)逆變器正常工作，并網(wǎng)逆變器根據(jù)負(fù)載功率、孤島微網(wǎng)電壓及離網(wǎng)逆變器電流回饋情況由離網(wǎng)單元控制器控制負(fù)載開關(guān)k1、k2、k3的開通及關(guān)斷。

具體工作情況細(xì)分為下列八種情況：

1、當(dāng)微網(wǎng)電壓孤島有效值不小于230v且離網(wǎng)逆變器滿負(fù)荷反向?qū)δ茈姵爻潆姇r(shí)，負(fù)載開關(guān)k1、k2、k3全部閉合，依次關(guān)閉編號為2到n的并網(wǎng)逆變器：先關(guān)閉標(biāo)號為2的并網(wǎng)逆變器，離網(wǎng)單元控制器判斷上述微網(wǎng)電壓孤島有效值不小于230v且離網(wǎng)逆變器滿負(fù)荷反向?qū)δ茈姵爻潆姷臈l件是否成立，如果成立，繼續(xù)關(guān)斷編號為3的并網(wǎng)逆變器，直到上述條件不成立停止后續(xù)并網(wǎng)逆變器的關(guān)斷；

2、當(dāng)微網(wǎng)孤島電壓有效值不大于210v且離網(wǎng)逆變器滿負(fù)荷輸出時(shí)，并網(wǎng)逆變器全部正常工作，如果當(dāng)前情況為負(fù)載k1、k2、k3全部閉合，則k1、k2繼續(xù)閉合，k3斷開，停止對一般負(fù)載的供電；

3、當(dāng)微網(wǎng)孤島電壓有效值不大于210v且離網(wǎng)逆變器滿負(fù)荷輸出時(shí)，如果當(dāng)前情況為負(fù)載開關(guān)k1、k2閉合，k3斷開時(shí)，則k1必須閉合，k2、k3斷開，停止對次要負(fù)載和一般負(fù)載的供電。并網(wǎng)逆變器組全部正常工作；

4、當(dāng)微網(wǎng)孤島電壓有效值不大于210v且離網(wǎng)逆變器滿負(fù)荷輸出時(shí)，如果當(dāng)前情況為負(fù)載開關(guān)k1閉合，k2、k3斷開時(shí)，由于設(shè)定離網(wǎng)逆變器的額定功率不小于重要負(fù)載的消耗功率，正常情況下不可能出現(xiàn)該情況，關(guān)斷所有逆變器并報(bào)警；

5、當(dāng)微網(wǎng)孤島電壓有效值大于210v且小于230v時(shí)，如果離網(wǎng)逆變器輸出功率小于其額定負(fù)荷功率的(1-x)倍時(shí)，如果k1閉合，k2當(dāng)前時(shí)刻斷開時(shí)，把k2設(shè)定為閉合狀態(tài)，k3必須斷開。并網(wǎng)逆變器組全部正常工作；

6、當(dāng)微網(wǎng)孤島電壓有效值大于210v且小于230v時(shí)，如果離網(wǎng)逆變器輸出功率小于其滿負(fù)荷功率的(1-x)倍時(shí)，如果k1和k2都閉合時(shí)進(jìn)一步判斷離網(wǎng)逆變器輸出功率是否小于其額定功率的(1-x-y)倍，如果滿足上述條件，則k1、k2、k3全部閉合，給所有的負(fù)載供電。并網(wǎng)逆變器組全部正常工作；

7、當(dāng)微網(wǎng)孤島電壓有效值大于210v且小于230v時(shí)，如果離網(wǎng)逆變器輸出功率小于其滿負(fù)荷功率的(1-x)倍時(shí)，如果k1和k2都閉合時(shí)進(jìn)一步判斷離網(wǎng)逆變器輸出功率是否小于其滿負(fù)荷功率的(1-x-y)倍，如果不滿足上述條件，則k1、k2閉合，k3斷開。并網(wǎng)逆變器組全部正常工作；

8、當(dāng)微網(wǎng)孤島電壓有效值小于210v且離網(wǎng)逆變器沒有滿負(fù)荷輸出時(shí)，由于設(shè)定離網(wǎng)逆變器的額定功率不小于重要負(fù)載的消耗功率，正常情況下不可能出現(xiàn)該情況，關(guān)斷所有逆變器并報(bào)警。

本發(fā)明接解決了主電網(wǎng)不穩(wěn)定條件下當(dāng)主電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，并網(wǎng)逆變器不能正常工作，風(fēng)能及太陽能等綠色能源不能有效利用的缺點(diǎn)，在微網(wǎng)系統(tǒng)中配備一臺輸入端接入儲能電池的能量可以雙向流動的離網(wǎng)逆變器，該逆變器和其它并網(wǎng)逆變器連接，并聯(lián)工作共通給負(fù)載供電。并對用戶負(fù)載進(jìn)行分類，不同類別之間的負(fù)載通過同一個開關(guān)共通連接到微網(wǎng)中去。所有的并網(wǎng)逆變器、離網(wǎng)逆變器及開關(guān)都受離網(wǎng)單元控制器進(jìn)行控制。由于只需要一臺離網(wǎng)逆變器這樣也可以極大減少傳統(tǒng)離網(wǎng)逆變器需要配備多臺的缺點(diǎn)，充分利用電網(wǎng)中已配備的并網(wǎng)逆變器，提高了設(shè)備利用率，節(jié)省了成本。