一种带双向逆变器的微网系统及其工作方法技术方案

一种带双向逆变器的微网系统及其工作方法,涉及一种电网控制系统。目前分布式电站以最大功率将电能送入电网，分布式电站比例的增加，给电网带来冲击，影响用电安全。本发明专利技术包括微发电系统、连接微发电系统至公共电网的并网逆变器及控制并网逆变器工作的并网控制器，其特征在于：所述的微网系统还包括蓄电池、双向逆变器、稳定控制器，并网控制器与并网逆变器连接以控制并网逆变器使其能输出微发电系统的最大功率到公共电网，所述的稳定控制器设电网电压和频率采样模块，稳定控制器控制双向逆变器工作，所述的双向逆变器与交流母线并接。本技术方案有效降低微电网对电网的冲击，稳定电网，提高用电安全，及故障应急能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电网控制系统。
技术介绍
微电网可为风能、太阳能等，其作为绿色能源，逐渐增多，微电网通过继电器并入电网，传统微电网内的分布式电源需要协调控制。正常情况下，微电网与电网正常连接。当出现电网故障或者电网电能质量下降时，微电网与电网脱离，运行在孤岛模式。微电网内部的协调控制策略通常采用两种控制方案:1、服务器/客户机工作模式。该模式下由分布式单元上传数据到服务器，服务器对各单元进行协调控制。但该方式需要专用的通信线路与信息收集设备。2、V/F下垂控制，各单元自由独立控制。控制方式由各设备电网端的电压与频率决定。该方式下无须添加专门的设备，并且微电网内部扩容简单。分布式电站以最大功率将电能送入电网，分布式电站比例的增加，给电网带来冲击。影响用电安全。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种带双向逆变器的微网系统，以稳定电网的目的。为此，本专利技术采取以下技术方案。一种带双向逆变器的微网系统，包括微发电系统、连接微发电系统至公共电网的并网逆变器及控制并网逆变器工作的并网控制器，其特征在于:所述的微网系统还包括蓄电池、连接蓄电池至公共电网的双向逆变器、控制双向逆变器工作的稳定控制器，并网控制器与并网逆变器连接以控制并网逆变器使其能输出微发电系统的最大功率到公共电网，所述的稳定控制器设电网电压和频率采样模块，稳定控制器根据电网电压和频率控制双向逆变器工作以稳定电网，所述的双向逆变器与交流母线并接。该微网系统由功能互补的分布式电站与双向逆变器组成。选择在直流母线上还是交流母线上并接取决于系统构建使用的技术以及相应的能量管理策略。若本地负载直流负载较多，则采用直流并接；若本地负载交流负载较多，则采用交流并接。本技术方案针对V/F下垂控制，提出能量管理控制方案，根据当前电网的电压与频率，确定光伏双向逆变器的工作模式，有效降低微电网对电网的冲击，稳定电网，提高用电安全，及故障应急能力。作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本专利技术还包括以下附加技术特征。所述的双向逆变器连接微发电系统及蓄电池形成孤岛模式下的微网稳定体。微网稳定体自身带发电系统，微发电系统可以为蓄电池充电，或直接供电，提高电网应急能力，在电网出现故障时，双向逆变器输出微发电系统的电能及蓄电池的储存电能，减少故障带来的损失。所述的双向逆变器包括第二电容、第七开关管、第一电感、第一二极管、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第三电感、第三电容、第五开关管、第六开关管、第二电感，所述的第二电容的两端分别与微发电系统的电池板的两输出端连接，第一电感的一端与第二电容一端连接，另一端与第七开关管的源极及第一二极管的正极相连，第一二极管的负极与第五开关管的源极、第一电容及由第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管组成的逆变桥连接，逆变桥的一输出端与第三电感相连，第三电感的另一端与第三电容一端连接作为逆变器第一输出端，第三电容的另一端与逆变桥的另一输出端连接作为逆变器第二输出端，所述的第五开关管的漏极与第六开关管的源极、第二电感一端相连，第六开关管的漏极、蓄电池负极、第二电容、第七开关管漏极、第一电容、逆变桥接地。一种带双向逆变器的微网系统的工作方法，其特征在于:当微电网频率过低，双向逆变器不工作；当电网频率正常，双向逆变器储能；当微电网频率过高，双向逆变器支撑微网的负载；当双向逆变器支撑电网时的频率过大则双向逆变器停止工作。状态1:当微电网频率小于49.5Hz，此时电网频率过低，为保证双向逆变器的安全性，双向逆变器不工作；状态2:当微电网频率在正常的49.5Hz与50Hz之间，此时双向逆变器属于正常的工作范围，电网输出频率需精确的匹配负载，为保证频率恢复至标准的50Hz，双向逆变器储能侧大电流充能，双向逆变器参与电网频率调节，依据电网向蓄电池储能控制模式吸收电网中多余的有功，但蓄电池充满时双向逆变器不工作；状态3:当微电网频率在正常的50Hz与50.2Hz之间，此时双向逆变器不属于正常的工作范围，但为保证蓄电池电量充足，储能侧在电能不足的情况下，蓄电池小电流充能，充满后，双向逆变器不工作；状态4:当微电网频率在50Hz与50.5Hz之间，若设备为敏感设备，该阶段双向逆变器可控制电网继电器断开并工作在带载模式，或选择状态3的工作模式；状态5当微电网频率高于50.5Hz，双向逆变器断开电网，双向逆变器开始支撑微型电网的电网电压；状态6:当双向逆变器支撑电网时的频率大于50.7时，双向逆变器停止工作。有益效果:本技术方案针对V/F下垂控制，提出能量管理控制方案，根据当前电网的电压与频率，确定光伏双向逆变器的工作模式，有效降低微电网对电网的冲击，稳定电网，提高用电安全，及故障应急能力。附图说明图1为本专利技术电路结构示意图。图2为本专利技术双向逆变器结构。图3为本专利技术V/F压频控制框图。图4为敏感负载的状态迁移图。图5为一般负载的状态迁移图。图中:C2_第二电容、Q-第七开关管、L1-第一电感、D1-第一二极管、Q1-第一开关管、Q2-第二开关管、Q3-第三开关管、Q4-第四开关管、L-第三电感、C3-第三电容、Q5-第五开关管、Q6-第六开关管、L2-第二电感。具体实施例方式以下结合说明书附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明。本专利技术包括微发电系统、连接微发电系统至公共电网的并网逆变器及控制并网逆变器工作的并网控制器，所述的微网系统还包括蓄电池、连接蓄电池至公共电网的双向逆变器、控制双向逆变器工作的稳定控制器，并网控制器与并网逆变器连接以控制并网逆变器使其能输出微发电系统的最大功率到公共电网，所述的稳定控制器设电网电压和频率采样模块，稳定控制器根据电网电压和频率控制双向逆变器工作以稳定电网，所述的双向逆变器与直流母线并接或与交流母线并接。双向逆变器的能量管理控制建立在V/F控制算法的基础上。V/F压频控制是微型电网/交流并接应用的核心技术。双向逆变器需要在微网系统中通过改变频率以调节发电_耗能_存储之间的平衡。双向逆变器的并接方式有两种形式:(I)直流母线并接(2)交流母线并接选择在直流母线上还是交流母线上并接取决于系统构建使用的技术以及相应的能量管理策略。若本地负载直流负载较多，则采用直流并接。若本地负载交流负载较多，则采用交流并接。在本实施例中的双向逆变器并接方式采用交流并接。在微型电网中，蓄电池作为核心部件时，一般采用交流母线上汇流。双向逆变器在满足交流负载与蓄电池充电之间，进行能量控制和转换。交流并接模式接如图1所示:图1中，从左至右依次为太阳能发电站、居民负荷、双向逆变器、生产负荷、风能发电站。双向逆变器输入端与微发电系统连接。双向逆变器电路拓扑框图见附图2，双向逆变器包括第二电容C2、第七开关管Q、第一电感L1、第一二极管D1、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第三电感L、第三电容C3、第五开关管Q5、第六开关管Q6、第二电感L2，所述的第二电容C2的两端分别与微发电系统的电池板的两输出端连接，第一电感L1的一端与第二电容C2 —端连接，另一端与第七开关管Q的源极及第一二极管的正极相连，第一二极管的负极与第五开关管Q5的源极、第一电容C1及由第一开关管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带双向逆变器的微网系统，包括微发电系统、连接微发电系统至公共电网的并网逆变器及控制并网逆变器工作的并网控制器，其特征在于：所述的微网系统还包括蓄电池、连接蓄电池至公共电网的双向逆变器、控制双向逆变器工作的稳定控制器，并网控制器与并网逆变器连接以控制并网逆变器使其能输出微发电系统的最大功率到公共电网，所述的稳定控制器设电网电压和频率采样模块，稳定控制器根据电网电压和频率控制双向逆变器工作以稳定电网，所述的双向逆变器与交流母线并接。

【技术特征摘要】
1.一种带双向逆变器的微网系统，包括微发电系统、连接微发电系统至公共电网的并网逆变器及控制并网逆变器工作的并网控制器，其特征在于:所述的微网系统还包括蓄电池、连接蓄电池至公共电网的双向逆变器、控制双向逆变器工作的稳定控制器，并网控制器与并网逆变器连接以控制并网逆变器使其能输出微发电系统的最大功率到公共电网，所述的稳定控制器设电网电压和频率采样模块，稳定控制器根据电网电压和频率控制双向逆变器工作以稳定电网，所述的双向逆变器与交流母线并接。2.根据权利要求1所述的一种带双向逆变器的微网系统，其特征在于:所述的双向逆变器连接微发电系统及蓄电池形成孤岛模式下的微网稳定体。3.根据权利要求1所述的一种带双向逆变器的微网系统，其特征在于:所述的双向逆变器包括第二电容(C2)、第七开关管(Q)、第一电感(L1X第一二极管(D1 )、第一开关管(Q1X第二开关管(Q2)、第三开关管(Q3)、第四开关管(Q4)、第三电感(U、第三电容(C3)、第五开关管(Q5)、第六开关管(Q6)、第二电感(L2),所述的第二电容(C2)的两端分别与微发电系统的电池板的两输出端连接，第一电感(L1)的一端与第二电容(C2) —端连接，另一端与第七开关管(Q)的源极及第一二极管(D1)的正极相连，第一二极管(D1)的负极与第五开关管(Q5)的源极、第一电容(C1)及由第一开关管(Q1X第二开关管(Q2)、第三开关管(Q3)、第四开关管(Q4)组成的逆变桥连接，逆变桥的一输出端与第三电感(L)相连，第三电感(L)的另一端与第三电容(C3)—端连接作为逆变器第一输出端，第三电容(C3)的另一端与逆变桥的另一输出端连接作为逆变...

【专利技术属性】
技术研发人员：闵武志，卞松江，刘栋良，曾祥幼，
申请(专利权)人：卧龙电气集团股份有限公司，浙江卧龙新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：