并网型光储和发电机组的微网控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种并网型光储和发电机组的微网控制系统，属于发电系统技术领域。本发明专利技术包括配电网和微电网，所述配电网和微电网之间连接有快速切换开关，光伏发电组通过光伏逆变器与交流母线连接，蓄电池通过储能控制器与交流母线连接，交流负载直接与交流母线连接，直流负载通过AC/DC转换器与交流母线连接，各个支路上均连接有数据采集器，还包括上位机，所述上位机通过通讯柜与交流母线连接，通讯柜与各个数据采集器和快速切换开关连接，上位机通过数据采集器采集微网与配电网之间的公共耦合点的电压实现并网/离网切换，通过采集光伏发电容量、负载实时功率和储能设备容量，从而实现离网下相应的控制模式。

【技术实现步骤摘要】
并网型光储和发电机组的微网控制系统
本专利技术涉及一种并网型光储和发电机组的微网控制系统，属于发电系统

技术介绍
我国国民经济的高速发展，在一定程度上得益于能源产业，中国是能源生产国和消费国，能源供应持续增长，为经济发展提供了重要的保障。大力发展清洁能源可相对减少我国能源需求中化石能源的比例和对进口能源的依赖程度，同时有利于优化国家能源的配置结构，提高能源综合利用的经济效益以及降低环境污染问题，减少治理污染的经济成本。从目前市场上可再生能源和清洁能源来看，单一能源不能完全满足市场的全部需求，比如：光伏发电功率波动变化较大，且依赖天气，无法24小时持续发电，常规发电机组相对市电和光伏发电运行成本较高，且污染环境。储能系统的投资成本过高，且自身无法发电，将这些分布式发电接入大电网，会对大电网带来冲击，影响大电网质量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提出了一种实现分布式发电与市电无缝切换，确保用户不间断供电，并保证系统的频率和电压稳定的并网型光储和发电机组的微网控制系统。本专利技术是采用以下的技术方案实现的：一种并网型光储和发电机组的微网控制系统，包括配电网和微电网，所述配电网和微电网之间连接有快速切换开关，所述微电网包括发电机、光伏发电组、蓄电池、直流负载和交流负载，光伏发电组通过光伏逆变器与交流母线连接，蓄电池通过储能控制器与交流母线连接，交流负载直接与交流母线连接，直流负载通过AC/DC转换器与交流母线连接，各个支路上均连接有数据采集器，还包括上位机，所述上位机通过通讯柜与交流母线连接，所述通讯柜与各个数据采集器和快速切换开关连接，上位机通过数据采集器采集微网与配电网之间的公共耦合点的电压实现并网/离网切换，通过采集光伏发电容量、负载实时功率和储能设备容量，从而实现离网下相应的控制模式。进一步地，所述的储能控制器采用三相半桥电压源型PWM整流器，直流侧负载为锂电池储能单元，交流侧采用LCL滤波器。进一步地，还包括环境检测仪，环境检测仪与通讯柜连接，实时上报光照辐射量，上位机将实时光照辐射量与光伏系统实际发电量做对比，看光伏发电效率是否在一个正常的范围内，判断光伏组件是否过脏或损坏，以便维修人员及时处理。进一步地，所述光伏组件采用晶硅光伏电池或薄膜光伏电池。进一步地，所述的快速切换开关采用固态开关。本专利技术的有益效果是：(1)实现无缝切换，确保用户不间断供电，当市电计划或非计划断电时，系统将立即切断与市电的联系，由并网模式转为孤网模式，独立运行，为用户持续供电，无缝切换采用大功率固态开关，保证离网后在很短的时间内重要负荷和分布式电源的功率能够快速平衡。在微电网离网后储能作为电压源，承担系统频率和电压的稳定。(2)加入发电机组作为常用电源，大大降低了蓄电池的装机容量，减少项目的初期投资成本。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图2是本专利技术的储能控制器电路示意图。图3是本专利技术的储能控制器的控制原理图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。如图1所示，一种并网型光储和发电机组的微网控制系统，包括配电网和微电网，所述配电网和微电网之间连接有快速切换开关，所述微电网包括发电机、光伏发电组、蓄电池、直流负载和交流负载，光伏发电组通过光伏逆变器与交流母线连接，蓄电池通过储能控制器与交流母线连接，交流负载直接与交流母线连接，直流负载通过AC/DC转换器与交流母线连接，各个支路上均连接有数据采集器，还包括上位机，所述上位机通过通讯柜与交流母线连接，所述通讯柜与各个数据采集器连接，也可采用无线传输，所述通讯柜与各个数据采集器和快速切换开关连接，上位机通过数据采集器采集微网与配电网之间的公共耦合点的电压实现并网/离网切换，通过采集光伏发电容量、负载实时功率和储能设备容量，从而实现离网下相应的控制模式。还包括环境检测仪，用于检测光照辐射量，环境检测仪与通讯柜连接，实时上报光照辐射量，上位机将实时光照辐射量与光伏系统实际发电量做对比，看光伏发电效率是否在一个正常的范围内，判断光伏组件是否过脏或损坏，以便维修人员及时处理。如图2所示，所述的储能控制器采用三相半桥电压源型PWM整流器，直流侧负载为锂电池储能单元，交流侧采用LCL滤波器，所述光伏组件采用晶硅光伏电池或薄膜光伏电池，所述的快速切换开关采用固态开关。本专利技术的工作原理为：如图3所示，配电网正常工作系统处于并网时，储能控制器采用三环控制，包括并网电感电流环、滤波电容电压环和滤波电感电流环，并网电感电流环实现储能单元输出功率的调节，滤波电容电压环和滤波电感电流环实现三相电压电流的精准、动态控制，配电网发生故障时，上位机通过数据采集器检测到微网与配电网之间的公共耦合点的电压跌落，跌落到一定阈值时，上位机发出指令，切断快速切换开关，系统由并网模式转为孤网模式，储能控制器从电流控制切换至电压控制，对母线电压进行调节，即从三环控制变为两环控制，经滤波电容电压环、滤波电感电流环双环控制后产生储能控制器的PWM信号，输出的电压幅值及相位与脱网前一刻公共耦合点处电压的幅值和相位保持一致，此时由光伏向负载供电，发电机组协助供电，整个切换过程可在10ms内完成。切换到离网状态后，通讯柜通过数据采集器采集光伏发电容量、负载实时功率和储能设备容量并上传至上位机，上位机对各个能量值进行判断，若光伏发电容量、负载实时功率波动，并且超出了储能系统的补偿能力，导致系统频率和电压的跌落，当跌落超过定值时系统进入“低频低压减载”模式，切除不重要或次重要负荷，以保证系统不出现频率崩溃和电压崩溃；若光伏发电容量、负载实时功率波动超出储能系统的补偿能力导致系统频率和电压的上升，当上升超过定值时，系统进入“过频过压切机”模式，此时限制部分光伏发电，以保证系统频率和电压恢复到正常范围；当光伏发电容量大于当前负荷时，系统进入“分布式发电较大控制”模式，此时恢复部分已切负荷的供电；当光伏发电容量远大于负荷时，此时所有负荷均未断电，储能也充满，系统进入“分布式发电过大控制”模式，此时光伏发电退出，由储能设备进行供电，储能供电到一定程度后，再恢复光伏发电投入。配电网故障恢复后，为了避免并网时产生较大的冲击电流，并网开关闭合前，必须调节储能设备输出电压的幅值和相位，使其跟踪电网电压，幅值跟踪，可以通过逐渐增加或减少输出电压的幅值来实现，相位跟踪可以通过锁相环来实现。上位机检测到微网公共耦合点处的电压的幅值和相位与电网电压的幅值和相位一致时，控制系统发出指令使并网开关闭合。当然，上述内容仅为本专利技术的较佳实施例，不能被认为用于限定对本专利技术的实施例范围。本专利技术也并不仅限于上述举例，本
的普通技术人员在本专利技术的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本专利技术的专利涵盖范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种并网型光储和发电机组的微网控制系统，其特征在于：包括配电网和微电网，所述配电网和微电网之间连接有快速切换开关，所述微电网包括发电机、光伏发电组、蓄电池、直流负载和交流负载，光伏发电组通过光伏逆变器与交流母线连接，蓄电池通过储能控制器与交流母线连接，交流负载直接与交流母线连接，直流负载通过AC/DC转换器与交流母线连接，各个支路上均连接有数据采集器，还包括上位机，所述上位机通过通讯柜与交流母线连接，所述通讯柜与各个数据采集器和快速切换开关连接，上位机通过数据采集器采集微网与配电网之间的公共耦合点的电压实现并网/离网切换，通过采集光伏发电容量、负载实时功率和储能设备容量，从而实现离网下相应的控制模式。

【技术特征摘要】
1.一种并网型光储和发电机组的微网控制系统，其特征在于：包括配电网和微电网，所述配电网和微电网之间连接有快速切换开关，所述微电网包括发电机、光伏发电组、蓄电池、直流负载和交流负载，光伏发电组通过光伏逆变器与交流母线连接，蓄电池通过储能控制器与交流母线连接，交流负载直接与交流母线连接，直流负载通过AC/DC转换器与交流母线连接，各个支路上均连接有数据采集器，还包括上位机，所述上位机通过通讯柜与交流母线连接，所述通讯柜与各个数据采集器和快速切换开关连接，上位机通过数据采集器采集微网与配电网之间的公共耦合点的电压实现并网/离网切换，通过采集光伏发电容量、负载实时功率和储...

【专利技术属性】
技术研发人员：张可欣，张晓峰，卞德振，辛娜，谭毅，
申请(专利权)人：大工青岛新能源材料技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37