并离网不间断切换装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种并离网不间断切换装置和方法，该装置包括：电池；切换模块，切换模块的第一端与电网连接，切换模块的第二端与负载连接；N个功率控制模块，N个功率控制模块并联连接，且N个功率控制模块的第一端并联连接至电池，N个功率控制模块的第二端并联连接至切换模块的第三端；切换模块用于根据接收到的控制指令控制并离网的切换，还用于检测电网的电压和电流以及负载的电压和电流，并根据电网的电压和电流以及负载的电压和电流确定下垂控制的角频率和幅值；功率控制模块用于在并离网的切换时，根据角频率和幅值控制负载的功率维持在预设范围内。本发明专利技术能够解决并离网不间断切换时实现技术难的问题。

Uninterrupted switching device and method for off grid

The invention provides a parallel off-grid uninterrupted switching device and method, which comprises a battery; a switching module, the first end of the switching module is connected with the grid, the second end of the switching module is connected with the load; N power control modules, N power control modules are connected in parallel, and the first end of the N power control modules is connected in parallel. Connected to the battery, the second end of the N power control modules is connected in parallel to the third end of the switching module; the switching module is used to control and switch off the grid according to the received control instructions, and to detect the voltage and current of the grid as well as the voltage and current of the load, and according to the voltage and current of the grid and the voltage and current of the load. The current determines the angular frequency and amplitude of the droop control; the power control module is used to control the power of the load in a preset range according to the angular frequency and amplitude when switching between parallel and off-line. The invention can solve the problem of technical difficulty when the network is switched continuously.

【技术实现步骤摘要】
并离网不间断切换装置和方法
本专利技术涉及微电网技术，尤其涉及一种并离网不间断切换装置和方法。
技术介绍
微电网在传统电网的基础上，能够提供更高的可靠性，更高的能效利用率，而且能够提供更好的电能质量。对于解决新能源并网(RenewableIntegration)的问题，可以在用户侧来进行峰谷调节，频率调节等，这样具有更高的系统效率，而且能够节省投入，符合产业发展规律。通常，离网微电网在工业园区，边远山区部署，因其部署快速，能够解决峰谷电价差及提高瞬时峰值功率等优点，已经快速发展。现有技术中，通常可以通过塔式储能变流器(PowerControlSystem；PCS)和模块化PCS控制并离网不间断切换，其中，图1为现有技术中控制并离网不间断切换的拓扑结构示意图，如图1所示，并网时闭环给定idref和iqref，离网运行时给定Udref和Uqref，并离网切换过程给定Udgrid和Uqgrid，由此可见，在实现并离网不间断切换的过程中，需要进行三次切换，使得切换过程较为复杂。另外，通过模块化PCS控制并离网不间断切换时，除了塔式PCS实现的功能以外，还要一直保持模块化PCS的功率单元始终保持并联运行，并联运行的各个模块始终要保持输出交流电的幅值和相位保持一致，因此，在并网转离网切换时，如图1所示，除了并网时闭环给定idref和iqref，离网运行时给定Udref和Uqref，并离网切换过程给定Udgrid和Uqgrid之外，还要在Ud和Uq处加入一个均流环节，使得控制难度特别大，因此实现技术较难。
技术实现思路
本专利技术提供一种并离网不间断切换装置和方法，用以解决现有技术中通过塔式PCS进行并离网切换时，切换过程需要进行三次切换，使得切换过程较为复杂，以及通过模块化PCS控制并离网不间断切换时，实现技术较难的问题。第一方面，本专利技术提供一种并离网不间断切换装置，包括：电池；切换模块，所述切换模块的第一端与电网连接，所述切换模块的第二端与负载连接；N个功率控制模块，所述N个功率控制模块并联连接，且所述N个功率控制模块的第一端并联连接至所述电池，所述N个功率控制模块的第二端并联连接至所述切换模块的第三端；所述切换模块用于根据接收到的控制指令控制并离网的切换，还用于检测所述电网的电压和电流以及所述负载的电压和电流，并根据所述电网的电压和电流以及所述负载的电压和电流确定下垂控制的角频率和幅值；所述功率控制模块用于在并离网的切换时，根据所述角频率和所述幅值控制所述负载的功率维持在预设范围内。可选地，所述切换模块包括第一控制开关、第二控制开关、第一自动开关和第二自动开关，其中，所述第一控制开关的第一端与电网连接，所述第一控制开关的第二端与所述第一自动开关的第一端连接，所述第一自动开关的第二端分别与所述第二控制开关的第一端和所述第二自动开关的第一端连接；所述第二控制开关的第二端与负载连接；所述第二自动开关的第二端与N个功率控制模块的第二端并联连接。可选地，所述N个功率控制模块分别包括直流转直流变换器DCDC和直流转交流变换器DCAC，其中，N个直流转直流变换器的第一端并联连接至所述电池，所述N个直流转直流变换器的第二端分别连接至N个直流转交流变换器的第一端；所述N个直流转交流变换器的第二端并联连接至所述切换模块。第二方面，本专利技术提供一种并离网不间断切换方法，所述方法应用于并离网不间断切换装置，所述装置包括电池、切换模块和N个功率控制模块，其中，所述切换模块的第一端与电网连接，所述切换模块的第二端与负载连接；所述N个功率控制模块并联连接，且所述N个功率控制模块的第一端并联连接至所述电池，所述N个功率控制模块的第二端并联连接至所述切换模块的第三端；所述方法包括：所述切换模块根据接收到的控制指令控制并离网的切换，以及实时检测所述电网的电压和电流以及所述负载的电压和电流，并根据所述电网的电压和电流以及所述负载的电压和电流确定下垂控制的角频率和幅值；所述N个功率控制模块在并离网切换时，根据所述角频率和所述幅值控制所述负载的功率维持在预设范围内。可选地，所述切换模块包括第一控制开关、第二控制开关、第一自动开关和第二自动开关；所述切换模块根据接收到的控制指令控制并离网的切换，包括：若接收到的控制指令为并网运行指令，则控制所述第一控制开关和所述第二控制开关均闭合，以使所述电网和所述电池均为所述负载供电。可选地，所述方法还包括：若接收到的控制指令为离网运行指令，则控制所述第一控制开关断开，且控制所述第二控制开关闭合，以使所述电池为所述负载供电。可选地，所述N个功率控制模块在并离网切换时，根据所述第一角频率和第一幅值控制所述负载的功率维持在预设范围内，包括：所述N个功率控制模块分别根据公式计算第k个功率控制模块输出的角频率ωk和第k个功率控制模块输出的幅值Ek；ω*为下垂控制的角频率，E*为下垂控制的幅值，Pn为有功功率，Qn为无功功率，kpω、kpe、kqω和kqe均为系数；根据所述角频率ωk和所述幅值Ek控制所述负载的功率维持在预设范围内。本申请实施例提供的并离网不间断切换装置和方法，包括：电池；切换模块和N个功率控制模块，其中，切换模块用于根据接收到的控制指令控制并离网的切换，还用于检测电网的电压和电流以及负载的电压和电流，并根据电网的电压和电流以及负载的电压和电流确定角频率和幅值；功率控制模块用于在并离网的切换时，根据角频率和幅值控制负载的功率维持在预设范围内。由于通过功率模块在接收到控制指令后，直接控制并离网进行切换，从而避免了现有技术中，通过塔式PCS进行并离网切换时，切换过程需要进行三次切换的现象，简化了切换过程的复杂度，而且避免了通过模块化PCS控制并离网不间断切换时，实现技术较难的问题。附图说明图1为本专利技术并离网不间断切换装置实施例一的结构示意图；图2a为并离网不间断切换装置中电流的一流向示意图；图2b为并离网不间断切换装置中电流的另一流向示意图；图2c为并离网不间断切换装置中电流的又一流向示意图；图2d为并离网不间断切换装置中电流的又一流向示意图；图2e为并离网不间断切换装置中电流的又一流向示意图；图2f为并离网不间断切换装置中电流的又一流向示意图；图2g为并离网不间断切换装置中电流的又一流向示意图；图3为功率控制模块的拓扑结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的并离网不间断切换方法实施例一的流程示意图；图5为本专利技术实施例提供的并离网不间断切换方法实施例二的流程示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和/或“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种并离网不间断切换装置，其特征在于，包括：电池；切换模块，所述切换模块的第一端与电网连接，所述切换模块的第二端与负载连接；N个功率控制模块，所述N个功率控制模块并联连接，且所述N个功率控制模块的第一端并联连接至所述电池，所述N个功率控制模块的第二端并联连接至所述切换模块的第三端；所述切换模块用于根据接收到的控制指令控制并离网的切换，还用于检测所述电网的电压和电流以及所述负载的电压和电流，并根据所述电网的电压和电流以及所述负载的电压和电流确定下垂控制的角频率和幅值；所述功率控制模块用于在并离网的切换时，根据所述角频率和所述幅值控制所述负载的功率维持在预设范围内。

【技术特征摘要】
1.一种并离网不间断切换装置，其特征在于，包括：电池；切换模块，所述切换模块的第一端与电网连接，所述切换模块的第二端与负载连接；N个功率控制模块，所述N个功率控制模块并联连接，且所述N个功率控制模块的第一端并联连接至所述电池，所述N个功率控制模块的第二端并联连接至所述切换模块的第三端；所述切换模块用于根据接收到的控制指令控制并离网的切换，还用于检测所述电网的电压和电流以及所述负载的电压和电流，并根据所述电网的电压和电流以及所述负载的电压和电流确定下垂控制的角频率和幅值；所述功率控制模块用于在并离网的切换时，根据所述角频率和所述幅值控制所述负载的功率维持在预设范围内。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述切换模块包括第一控制开关、第二控制开关、第一自动开关和第二自动开关，其中，所述第一控制开关的第一端与电网连接，所述第一控制开关的第二端与所述第一自动开关的第一端连接，所述第一自动开关的第二端分别与所述第二控制开关的第一端和所述第二自动开关的第一端连接；所述第二控制开关的第二端与负载连接；所述第二自动开关的第二端与N个功率控制模块的第二端并联连接。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述N个功率控制模块分别包括直流转直流变换器DCDC和直流转交流变换器DCAC，其中，N个直流转直流变换器的第一端并联连接至所述电池，所述N个直流转直流变换器的第二端分别连接至N个直流转交流变换器的第一端；所述N个直流转交流变换器的第二端并联连接至所述切换模块。4.一种并离网不间断切换方法，其特征在于，所述方法应用于并离网不间断切换装置，所述装置包括电池、切换模块和N个功率控制模块，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱金亮，沈志民，崔英刚，何梦婕，张浩，方志强，刘德明，
申请(专利权)人：先控捷联电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13