微电网补偿装置及微电网补偿方法制造方法及图纸

本申请适用于微电网技术领域，提供了微电网补偿装置及微电网补偿方法。该微电网补偿装置包括变压器及励磁系统、变流模块、储能系统和主控模块；变压器及励磁系统对由微电网输入的交流电进行降压后输入到变流模块，或者对由变流模块输入的交流电进行升压后输入到微电网；变流模块将由变压器及励磁系统输入的交流电转换为直流电输出给储能系统进行存储，或将由储能系统存储的电能转换为交流电输出给变压器及励磁系统；主控模块采集微电网、变压器及励磁系统、变流模块和储能系统的信息，并基于该信息进行控制。本申请能够提高微电网的发供电网络的稳定性、经济型和安全性。经济型和安全性。经济型和安全性。

【技术实现步骤摘要】
微电网补偿装置及微电网补偿方法


[0001]本申请属于微电网
，尤其涉及微电网补偿装置及微电网补偿方法。

技术介绍

[0002]天然气发电机组运行过程中，其效率随输出功率的变化而变化，当机组的输出功率与最大功率点时的输出功率偏差较大时，单位天然气的发电量将大大降低，造成燃料成本提高。
[0003]微电网运行过程中往往伴随着突加载突减载，例如电动机的启停等。因冲击性负载多为短时、间歇性的，仅通过扩增微电网容量来提高微电网的抗冲击负载能力，需巨大投入。
[0004]天然气发电机组运行过程中，因微电网容量有限，经常因各种突发因素造成发电机组停运，造成全厂停电，对设备检修、安全生产、生活带来不利影响。

技术实现思路

[0005]为克服相关技术中存在的问题，本申请实施例提供了微电网补偿装置及微电网补偿方法。
[0006]本申请是通过如下技术方案实现的：
[0007]第一方面，本申请实施例提供了一种微电网补偿装置，包括：微电网、变压器及励磁系统、变流模块、储能系统和主控模块；
[0008]所述变压器及励磁系统的高压侧用于与微电网连接，低压侧与所述变流模块的交流侧连接；所述变流模块的直流侧与所述储能系统连接；所述主控模块与所述变压器及励磁系统、所述变流模块和所述储能模块连接，还用于与所述微电网连接；
[0009]所述微电网用于为微电网负载供电；
[0010]所述变压器及励磁系统用于对由所述微电网输入的交流电进行降压后输入到所述变流模块，或者对由所述变流模块输入的交流电进行升压后输入到所述微电网；
[0011]所述变流模块用于将由所述变压器及励磁系统输入的交流电转换为直流电输出给所述储能系统进行存储，或将由所述储能系统存储的电能转换为交流电输出给所述变压器及励磁系统；
[0012]所述主控模块用于采集所述微电网、所述变压器及励磁系统、所述变流模块和所述储能系统的信息，并基于该信息对所述变压器及励磁系统、所述变流模块和所述储能系统进行控制。
[0013]上述微电网补偿装置，当微电网负载所需功率低于微电网最大效率点处的功率或发生突减载时，通过变流模块向储能系统充电，将微电网多余的电量储转化为化学能储存在电池中；当微电网负载所需功率高于微电网最大效率点处的功率或发生突加载时，控制储能系统通过变流模块向微电网负载供电，即通过微电网和储能系统共同为系统中负载供电。通过以上策略可使微电网的发电机输出功率维持在一个相对稳定的范围，并且在微电
网停运时，装置可工作在离网状态，提供必要的检修、应急供电。本申请实施例通过对储能系统的充放电管理，能够对不同的电网工作状态进行补偿，能够提高微电网的发供电网络的稳定性、经济型和安全性。相较于其它例如UPS柜、冲击负载补偿柜等单一功能的方案，本申请实施例能够提高储能系统的利用率，极大减少储能系统的投入。
[0014]结合第一方面，在一些实施例中，所述微电网包括发电机组G、并离网接触器KM5、进线开关QF1和第一电流互感器；
[0015]所述发电机组G通过所述并离网接触器KM5与微电网负载供电；在所述发电机组G正常运行时，所述并离网接触器KM5闭合；在所述发电机组G发生故障时，所述并离网接触器KM5断开；
[0016]所述进线开关QF1的一端与所述并离网接触器KM5和微电网负载之间的线路连接，另一端与所述变压器及励磁系统的高压侧连接；
[0017]所述第一电流互感器设置在所述发电机组G与所述微电网负载之间的线路上，用于采集所述发电机组G为微电网负载提供的微电网电流。
[0018]结合第一方面，在一些实施例中，所述变压器及励磁系统包括变压器T、第一软起模块、第二软起模块和第三软起模块，所述第一软起模块、所述第二软起模块和所述第三软起模块一端与所述微电网连接，另一端与所述变压器T的高压侧连接；
[0019]所述第一软起模块、所述第二软起模块和所述第三软起模块结构相同，均包括短接接触器KM1、软起接触器KM2和软起电阻，所述软起接触器KM2和所述软起电阻串联之后与所述短接接触器KM1并联。
[0020]结合第一方面，在一些实施例中，所述变流模块包括并列的第一变流单元、第二变流单元、第三变流单元、第四变流单元、第二电流互感器和直流快速熔断器FU5；所述第一变流单元、所述第二变流单元、所述第三变流单元和所述第四变流单元的一端与所述变压器及励磁系统的低压侧连接，另一端通过所述直流快速熔断器FU5与所述储能系统连接；
[0021]所述第一变流单元、所述第二变流单元、所述第三变流单元和所述第四变流单元的电路结构相同，均包括交流快速熔断器、滤波单元、交流接触器KM3和IGBT单元；所述交流快速熔断器的一端与所述变压器及励磁系统的低压侧连接，另一端与所述滤波单元的第一端连接；所述滤波单元的第二端与所述IGBT单元连接；所述交流接触器KM3设置在所述交流快速熔断器和所述IGBT单元之间的线路上；
[0022]所述第二电流互感器分别设置在每个变流单元的滤波单元和IGBT单元之间的线路上，用于采集所述变流模块的交流侧电流。
[0023]结合第一方面，在一些实施例中，每个所述IGBT单元均包括第一IGBT和第二IGBT，所述第一IGBT的集电极与其他IGBT单元中第一IGBT的集电极连接，所述第一IGBT的发射极与所述第二IGBT的集电极连接，所述第二IGBT的发射极与其他IGBT单元中第二IGBT的发射极连接；
[0024]所述变流模块还包括母线电解电容C5，所述母线电解电容C5设置在第一线路和第二线路之间，所述第一线路为由各个IGBT单元中第一IGBT的集电极引出到所述储能单元之间的线路，所述第二线路为由各个IGBT单元中第二IGBT的发射极引出到所述储能单元之间的线路；
[0025]所述直流快速熔断器FU5设置在所述第一线路上。
[0026]结合第一方面，在一些实施例中，所述储能系统包括电池出线断路器QF2、直流接触器KM4、多个电池组和电源管理模块；
[0027]所述电池出线断路器QF2的一端与所述变流模块的直流侧连接，另一端通过所述直流接触器KM4与所述多个电池组中的每个电池组连接；所述电源管理模块与每个电池组连接，用于采集每个电池组的运行信息，所述运行信息包含电压、电流和温度中的至少一种信息。
[0028]结合第一方面，在一些实施例中，所述主控模块包括模拟量采集卡、交流模块驱动板卡、开关量采集板卡、通信板卡和核心板卡；
[0029]所述模拟量采集卡用于采集所述微电网的微电网电流和微电网电压，所述变流模块的交流侧电压、交流侧电流和直流侧电流，并发送给所述核心板卡；
[0030]所述开关量采集板卡用于采集所述微电网、所述变压器及励磁系统、所述变流模块和所述储能系统中各个开关的状态，并发送给所述核心板卡；
[0031]所述通信板卡与所述储能系统通信连接，用于获取所述储能系统的运行信息，并发送给所述核心板卡；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微电网补偿装置，其特征在于，包括：微电网、变压器及励磁系统、变流模块、储能系统和主控模块；所述变压器及励磁系统的高压侧用于与微电网连接，低压侧与所述变流模块的交流侧连接；所述变流模块的直流侧与所述储能系统连接；所述主控模块与所述变压器及励磁系统、所述变流模块和所述储能模块连接，还用于与所述微电网连接；所述微电网用于为微电网负载供电；所述变压器及励磁系统用于对由所述微电网输入的交流电进行降压后输入到所述变流模块，或者对由所述变流模块输入的交流电进行升压后输入到所述微电网；所述变流模块用于将由所述变压器及励磁系统输入的交流电转换为直流电输出给所述储能系统进行存储，或将由所述储能系统存储的电能转换为交流电输出给所述变压器及励磁系统；所述主控模块用于采集所述微电网、所述变压器及励磁系统、所述变流模块和所述储能系统的信息，并基于该信息对所述变压器及励磁系统、所述变流模块和所述储能系统进行控制。2.如权利要求1所述的微电网补偿装置，其特征在于，所述微电网包括发电机组G、并离网接触器KM5、进线开关QF1和第一电流互感器；所述发电机组G通过所述并离网接触器KM5为微电网负载供电；在所述发电机组G正常运行时，所述并离网接触器KM5闭合；在所述发电机组G发生故障时，所述并离网接触器KM5断开；所述进线开关QF1的一端与所述并离网接触器KM5和微电网负载之间的线路连接，另一端与所述变压器及励磁系统的高压侧连接；所述第一电流互感器设置在所述发电机组G与所述微电网负载之间的线路上，用于采集所述发电机组G为微电网负载提供的微电网电流。3.如权利要求1所述的微电网补偿装置，其特征在于，所述变压器及励磁系统包括变压器T、第一软起模块、第二软起模块和第三软起模块，所述第一软起模块、所述第二软起模块和所述第三软起模块一端与所述微电网连接，另一端与所述变压器T的高压侧连接；所述第一软起模块、所述第二软起模块和所述第三软起模块结构相同，均包括短接接触器KM1、软起接触器KM2和软起电阻，所述软起接触器KM2和所述软起电阻串联之后与所述短接接触器KM1并联。4.如权利要求1所述的微电网补偿装置，其特征在于，所述变流模块包括并联的第一变流单元、第二变流单元、第三变流单元、第四变流单元、第二电流互感器和直流快速熔断器FU5；所述第一变流单元、所述第二变流单元、所述第三变流单元和所述第四变流单元的一端与所述变压器及励磁系统的低压侧连接，另一端通过所述直流快速熔断器FU5与所述储能系统连接；所述第一变流单元、所述第二变流单元、所述第三变流单元和所述第四变流单元的电路结构相同，均包括交流快速熔断器、滤波单元、交流接触器KM3和IGBT单元；所述交流快速熔断器的一端与所述变压器及励磁系统的低压侧连接，另一端与所述滤波单元的第一端连接；所述滤波单元的第二端与所述IGBT单元连接；所述交流接触器KM3设置在所述交流快速熔断器和所述IGBT单元之间的线路上；
所述第二电流互感器分别设置在每个变流单元的滤波单元和IGBT单元之间的线路上，用于采集所述变流模块的交流侧电流。5.如权利要求4所述的微电网补偿装置，其特征在于，每个所述IGBT单元均包括第一IGBT和第二IGBT，所述第一IGBT的集电极与其他IGBT单元中第一IGBT的集电极连接，所述第一IGBT的发射极与所述第二IGBT的集电极连接，所述第二IGBT的发射极与其他IGBT单元中第二IGBT的发射极连接；所述变流模块还包括母线电解电容C5...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯彦哲，王林，姜向龙，
申请(专利权)人：廊坊英博电气有限公司，
类型：发明
国别省市：