一种微电网控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种微电网控制系统，包括检测传感器、微电网控制器和静态开关。本实用新型专利技术包括两个反向并联的可控硅SCR1和SCR1、主网侧断路器CB1、微电网侧断路器CB2、旁路断路器CB3。当微电网孤岛运行时，主网侧断路器CB1、微电网侧断路器CB2、旁路断路器CB3都为断开状态；当微电网并网过程中，先合闸主网侧断路器CB1、微电网侧断路器CB2，检测到静态开关两侧电压幅值、频率、相位满足并网要求时，微电网控制器发送脉冲信号控制SCR1、SCR2，双向可控硅在电压过零时导通，减弱了并网过程的冲击，实现微电网平滑并网。本实用新型专利技术采用基于可控硅的静态开关，实现微电网联网运行模式和孤岛运行模式之间的无扰切换，更好地满足电力行业迅速发展的需求。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电力供应配套设施控制
，具体涉及一种微电网控制系统。
技术介绍
为了解决大电网所存在的弊端，提高电网供电可靠性、改善电能质量，提高分布式电源接入电网的渗透率，减少分布式电源对大电网的不利影响，同时充分利用可再生能源，一个合理有效的解决方案是从系统的角度出发，将分布式电源和相应的负荷组成一个系统---微电网。美国电力可靠性技术解决方案协会(CERTS)初次定义了“微电网”的概念：微电网是一种由负荷和微型电源共同组成的系统，它可向用户提供电能和热能；微电网内的发电装置主要由电力电子接口装置进行能量转换后接入电网，需要提供必须的控制。因此，微电网的控制是微电网运行必须解决好的一个条件，微电网控制系统的性能对于微电网稳定可靠运行十分重要。微电网控制系统与微电源控制器、储能控制器、负荷控制器通过通信进行信息交互，实现微电网实时监视和协调控制；同时，微电网控制系统通过通信方式接受配电管理中心（DMS）统一调度及管理，并将微电网的重要信息实时传输给配电管理中心。国内对微电网控制系统的研制和开发还不成熟，目前使用的微电网控制系统大多是基于DSP设计的，静态开关采用传统的断路器，存在较多问题，首先，DSP芯片主要优势在于数字处理，欠缺通讯管理，DSP芯片本身不支持以太网通讯，需要外接以太网控制器才能实现以太网通讯功能，软件实现复杂，当集数字处理和通讯管理于一体时又会影响控制器的处理速度和性能；其次，DSP芯片本身自带的AD采样单元采样通道少，分辨率低，不能满足实际使用要求，需要另外接AD采样芯片才能满足采样通道和采样精度要求；再次，微电网与主网连接的静态开关采用传统的断路器，断路器闭合或断开时间长，并且会产生一定扰动，无法实现微电网联网运行模式和孤岛运行模式之间的无扰切换。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种速度更快、精度更高，实现微电网联网运行模式和孤岛运行模式之间无扰切换的微电网控制系统。本技术为解决上述技术问题，采用如下技术方案，一种微电网控制系统，包括检测传感器、微电网控制器和静态开关，其特征在于，所述检测传感器检测电压和电流值，包括安装在主电网侧的第二电流检测传感器、安装在微电网侧的第一电压传感器和第一电流传感器；所述微电网控制器包括数据处理模块、通讯单元、开关量输入模块、开关量输出模块、数据存储模块、电源模块，所述数据处理模块采集检测电压和电流值，并向可控硅组、断路器发出控制信号；上行与配电管理中心的通信，下行与微电网中的微电源控制器、储能控制器、负荷控制器的通信；所述数据处理模块通讯针脚和通讯单元连接，所述通讯单元提供通讯载体，进行上行与配电管理中心的通信，下行与微电网中的微电源控制器、储能控制器、负荷控制器的通信；所述数据处理模块输入针脚和开关量输入模块连接，所述开关量输入模块检测所述断路器的工作状态，并发送至所述数据处理模块所述数据处理模块输出针脚和开关量输出模块连接，所述开关量输出模块输出数据处理模块发出的控制信号，并发送至所述断路器；所述数据处理模块存储针脚和数据存储模块连接，所述数据存储模块存储所述开关量输入模块检测所述静态开关的电压值和电流值，存储所述数据处理模块发出的控制量信号；所述数据处理模块数据采集针脚和检测传感器连接，采集检测电压和电流值；所述数据处理模块的ePWM针脚和可控硅组连接，向可控硅组发出控制信号；所述数据处理模块电源针脚和电源模块连接，输入工作电源；所述的静态开关包括可控硅组和断路器，所述可控硅组为两个反向并联的可控硅SCR1和SCR2；所述断路器包括主网侧断路器CB1、微电网侧断路器CB2和旁路断路器CB3；所述主电网上设置第二电流检测传感器，再通过主网侧断路器CB1和可控硅组连接，之后通过微电网侧断路器CB2、第一电压传感器和第一电流传感器与微电网连接；所述旁路电缆通过旁路断路器CB3连接可控硅组的两端。作为优化，所述数据处理模块为F28M35双核芯片；所述F28M35双核芯片内部集成C2000处理器和M3处理器，所述M3处理器上行与配电管理中心的通信，下行与微电网中的微电源控制器、储能控制器、负荷控制器的通信；所述C2000处理器采集检测电压和电流值，并向可控硅组、断路器发出控制信号；作为优化，所述微电网控制器还包括有源晶振模块，向所述数据处理模块提供基准频率；作为优化，所述通讯单元包括CAN通讯模块、RS485通讯模块、RS232通讯模块、以太网收发器模块；所述以太网收发器模块和所述数据处理模块以太网控制器针脚连接，实现通信的以太网传输；所述以太网收发器模块为DP83848C以太网收发器；所述CAN通讯模块和所述数据处理模块CAN针脚连接，实现通信的CAN总线传输；所述RS485通讯模块通过电平转换芯片和所述数据处理模块UART2针脚连接，实现通信的RS485传输；所述RS232通讯模块通过电平转换芯片和所述数据处理模块UART1针脚连接，实现通信的RS232传输；作为优化，所述微电网控制器还包括过零点检测电路，所述过零点检测电路的输出端和所述数据处理模块eCAP针脚连接；所述过零点检测电路在交流电中，当波形从正半周向负半周转换经过零位时，输出检测信号；作为优化，所述微电网控制器还包括看门狗模块，所述看门狗模块和数据处理模块相连；所述看门狗模块定期检查数据处理模块状况，一旦数据处理模块发生错误就向数据处理模块发出重启信号；作为优化，所述微电网控制器还包括LCD显示模块和/或指示灯模块，所述LCD显示模块显示数据处理模块获得的电压数据、电流数据、开关量输入数据和开关量输出数据；所述指示灯模块显示数据处理模块工作状态；所述LCD显示模块和/或指示灯模块和所述数据处理模块GPIO针脚连接；作为优化，所述微电网控制器还包括电压/电流信号调理电路，所述电压/电流信号调理电路对所述检测传感器检测的电压值和电流值依次进行变换、滤波和分压处理，处理后的信号以差分方式输入F28M35双核芯片的数据采集针脚进行采样。本技术包括两个反向并联的可控硅SCR1和SCR1、主网侧断路器CB1、微电网侧断路器CB2、旁路断路器CB3。当微电网孤岛运行时，主网侧断路器CB1、微电网侧断路器CB2、旁路断路器CB3都为断开状态；当微电网并网过程中，先合闸主网侧断路器CB1、微电网侧断路器CB2，检测到静态开关两侧电压幅值、频率、相位满足并网要求时，微电网控制器发送脉冲信号控制SCR1、SCR2，双向可控硅在电压过零时导通，减弱了并网过程的冲击，实现微电网平滑并网；并网稳定运行后，先闭合旁路断路器CB3，再断开断路器主网侧断路器CB1、微电网侧断路器CB2，由旁路断路器CB3连接主电网与微电网的同步运行，减少双向可控硅长期运行损坏；当微电网控制器根据孤岛判据判断出微电网需要孤岛运行或与大电网隔离时，微电网控制器控制旁路断路器CB3断开即可。本技术采用基于可控硅的静态开关，使微电网控制系统功能更为完善、速度更快、精度更高，实现微电网联网运行模式和孤岛运行模式之间的无扰切换，更好地满足电力行业迅速发展的需求。附图说明图1本技术在低压微电网的应用结构图；图2为本技术的网络通信结构图；图3为本技术的硬件总体结构框图。具体实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微电网控制系统，包括检测传感器、微电网控制器和静态开关，其特征在于，所述检测传感器检测电压和电流值，包括安装在主电网侧的第二电流检测传感器、安装在微电网侧的第一电压传感器和第一电流传感器；所述微电网控制器包括数据处理模块、通讯单元、开关量输入模块、开关量输出模块、数据存储模块、电源模块，所述数据处理模块采集检测电压和电流值，并向可控硅组、断路器发出控制信号；上行与配电管理中心的通信，下行与微电网中的微电源控制器、储能控制器、负荷控制器的通信；所述数据处理模块通讯针脚和通讯单元连接，所述通讯单元提供通讯载体，进行上行与配电管理中心的通信，下行与微电网中的微电源控制器、储能控制器、负荷控制器的通信；所述数据处理模块输入针脚和开关量输入模块连接，所述开关量输入模块检测所述断路器的工作状态，并发送至所述数据处理模块，所述数据处理模块输出针脚和开关量输出模块连接，所述开关量输出模块输出数据处理模块发出的控制信号，并发送至所述断路器；所述数据处理模块存储针脚和数据存储模块连接，所述数据存储模块存储所述开关量输入模块检测所述静态开关的电压值和电流值，存储所述数据处理模块发出的控制量信号；所述数据处理模块数据采集针脚和检测传感器连接，采集检测电压和电流值；所述数据处理模块的ePWM针脚和可控硅组连接，向可控硅组发出控制信号；所述数据处理模块电源针脚和电源模块连接，输入工作电源；所述的静态开关包括可控硅组和断路器，所述可控硅组为两个反向并联的可控硅SCR1和SCR2；所述断路器包括主网侧断路器CB1、微电网侧断路器CB2和旁路断路器CB3；所述主电网上设置第二电流检测传感器，再通过主网侧断路器CB1和可控硅组连接，之后通过微电网侧断路器CB2、第一电压传感器和第一电流传感器与微电网连接；所述旁路电缆通过旁路断路器CB3连接可控硅组的两端。...

【技术特征摘要】
1.一种微电网控制系统，包括检测传感器、微电网控制器和静态开关，其特征在于，所述检测传感器检测电压和电流值，包括安装在主电网侧的第二电流检测传感器、安装在微电网侧的第一电压传感器和第一电流传感器；所述微电网控制器包括数据处理模块、通讯单元、开关量输入模块、开关量输出模块、数据存储模块、电源模块，所述数据处理模块采集检测电压和电流值，并向可控硅组、断路器发出控制信号；上行与配电管理中心的通信，下行与微电网中的微电源控制器、储能控制器、负荷控制器的通信；所述数据处理模块通讯针脚和通讯单元连接，所述通讯单元提供通讯载体，进行上行与配电管理中心的通信，下行与微电网中的微电源控制器、储能控制器、负荷控制器的通信；所述数据处理模块输入针脚和开关量输入模块连接，所述开关量输入模块检测所述断路器的工作状态，并发送至所述数据处理模块，所述数据处理模块输出针脚和开关量输出模块连接，所述开关量输出模块输出数据处理模块发出的控制信号，并发送至所述断路器；所述数据处理模块存储针脚和数据存储模块连接，所述数据存储模块存储所述开关量输入模块检测所述静态开关的电压值和电流值，存储所述数据处理模块发出的控制量信号；所述数据处理模块数据采集针脚和检测传感器连接，采集检测电压和电流值；所述数据处理模块的ePWM针脚和可控硅组连接，向可控硅组发出控制信号；所述数据处理模块电源针脚和电源模块连接，输入工作电源；所述的静态开关包括可控硅组和断路器，所述可控硅组为两个反向并联的可控硅SCR1和SCR2；所述断路器包括主网侧断路器CB1、微电网侧断路器CB2和旁路断路器CB3；所述主电网上设置第二电流检测传感器，再通过主网侧断路器CB1和可控硅组连接，之后通过微电网侧断路器CB2、第一电压传感器和第一电流传感器与微电网连接；所述旁路电缆通过旁路断路器CB3连接可控硅组的两端。2.如权利要求1所述微电网控制系统，其特征在于，所述数据处理模块为F28M35双核芯片；所述F28M35双核芯片内部集成C2000处理器和M3处理器，所述M3处理器上行与配电管理中心的通信，下行与微电网中的微电源控制器、储能...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨真，谈志远，
申请(专利权)人：江西省电力设计院，
类型：新型
国别省市：江西;36