非同步快速微电网智能网关系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种非同步快速微电网智能网关系统及控制方法，包括连接微电网与电网的网关变换器，网关变换器包括矩阵变换器、第一接触器、第二接触器、输入滤波器、输出滤波器、驱动电路、控制电路、保护电路，矩阵变换器分别与输入滤波器、输出滤波器电连接，输入滤波器通过第一接触器与微电网电连接，输出滤波器通过第二接触器与电网电连接，驱动电路、保护电路分别与矩阵变换器连接，控制电路与驱动电路连接；旁路接触器，两端分别与微电网和电网电连接。本发明专利技术智能网关作为微电网与主电网的连接，实现了主电网与微电网的隔离，抗扰能力强，对电网污染小，结构紧凑；还可灵活控制，协调切换网关，降低损耗、增加可靠性，具有更好的实用性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种，包括连接微电网与电网的网关变换器，网关变换器包括矩阵变换器、第一接触器、第二接触器、输入滤波器、输出滤波器、驱动电路、控制电路、保护电路，矩阵变换器分别与输入滤波器、输出滤波器电连接，输入滤波器通过第一接触器与微电网电连接，输出滤波器通过第二接触器与电网电连接，驱动电路、保护电路分别与矩阵变换器连接，控制电路与驱动电路连接；旁路接触器，两端分别与微电网和电网电连接。本专利技术智能网关作为微电网与主电网的连接，实现了主电网与微电网的隔离，抗扰能力强，对电网污染小，结构紧凑；还可灵活控制，协调切换网关，降低损耗、增加可靠性，具有更好的实用性。【专利说明】
本专利技术涉及智能微电网控制
，特别是涉及一种非同步快速微电网智能网 关系统及控制方法。
技术介绍
目前，微电网与电网的连接处即网关的控制是通过断路器的开断控制完成的，因 此，并网时必须保证主电网与微电网同步。这种方式并网准备时间长，同时由于其只具有连 接功能，无法实现控制功能，其快速性和稳定性不是很高。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种， 智能网关作为微电网与主电网的连接，实现了主电网与微电网的隔离，具有抗扰能力强，对 电网污染小，结构紧凑等优点，可按照指令完成对该智能网关不同模式情况下的控制，实现 综合协调管理。 本专利技术所采用的技术方案是：非同步快速微电网智能网关系统，包括连接微电网 与电网的网关变换器，所述网关变换器包括矩阵变换器、第一接触器、第二接触器、输入滤 波器、输出滤波器、驱动电路、控制电路以及保护电路，所述矩阵变换器分别与输入滤波器、 输出滤波器电连接，输入滤波器通过第一接触器与微电网电连接，输出滤波器通过第二接 触器与电网电连接，所述驱动电路、保护电路分别与矩阵变换器连接，所述控制电路与驱动 电路连接；还包括旁路接触器，两端分别与微电网和电网电连接。 优选地，所述保护电路为阻容保护电路，其包括相互并联的六组二极管组以及第 一电容器C1、第二电容器C2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4以及三极 管Q，前三组二极管组并联组成第一整流桥，后三组二极管组并联组成第二整流桥；所述第 一电容器Cl与第三组二极管组并联，所述第一电阻Rl与第一电容器Cl并联，所述三极管 Q的基极与第二电阻R2连接后与第一电阻Rl并联，所述第二电容器C2与第三电阻R3、第 四电阻R4串联后与第四组二极管组并联并与所述三极管Q的集电极连接，每一组二极管组 由两个二极管D串联而成。 优选地，所述矩阵变换器为三相矩阵式变换器，其包括并联在一起的三组开关组， 每一组开关组由三个开关并联而成，每一个开关均为双向开关，由两个IGBT并联而成。 优选地，所述矩阵变换器为三相矩阵式变换器，其包括并联在一起的三组开关组 SI、S2、S3 ;S4、S5、S6 ;S7、S8、S9,每一组开关组由三个开关 SI、S2、S3 或 S4、S5、S6 或 S7、 S8、S9并联而成，每一个开关均为双向开关，由两个IGBT并联而成；第一开关Sl与输入滤 波器连接后的微电网的a端连接并与第一组二极管组连接，第二开关S2与输入滤波器连接 后的微电网的b端连接并与第二组二极管组连接，第三开关S3与输入滤波器连接后的微电 网的c端连接并与第三组二极管组连接；第一组开关组与电网的a端连接后与第四组二极 管组连接，第二组开关组与电网的b端连接后与第五组二极管组连接，第三组开关组与电 网的C端连接后与第六组二极管组连接。 优选地，所述输入滤波器为LC滤波器，其包括第一电感Ll、第二电感L2、第三电感 L3以及第三电容器C3、第四电容器C4、第五电容器C5,第一电感Ll与第一接触器连接后的 微电网的a端连接，第二电感L2与第一接触器连接后的微电网的b端连接，第三电感L3与 第一接触器连接后的微电网的c端连接；所述第三电容器C3、第四电容器C4、第五电容器 C5并联在一起，第三电容器C3与第一电感Ll连接，第四电容器C4与第二电感L2连接，第 五电容器C5与第三电感L3连接。 优选地，所述输出滤波器为L滤波器，其包括第四电感L4、第五电感L5以及第六电 感L6，分别与第二接触器连接后的电网的a端、b端以及c端。 优选地，所述控制电路包括采样信号调理电路以及与其电连接的数字控制器。 本专利技术所述的非同步快速微电网网关控制方法，其包括：离网运行时，控制器接收 上位机MGCC的指令，判断是否并网，若并网，则进行模式切换，并执行相应的并网算法，根 据接入情况执行相应的并网控制策略，检测是否发生孤岛和故障，若发生孤岛，则返回离网 运行状态；若发生故障，则断开网关中的静态开关，并将故障信息发送至上位机MGCC ;在并 网过程中，先将网关变换器的输入侧，即微电网侧的第一接触器闭合，检测输出端即电网 侧的电压幅值与相位，并经过dq变换得到旋转坐标下的电压值u d、IV将其与参考值udMf、 u_f -同送入控制器，通过控制环节使ud、u,跟随给定值，实现电网侧的预同步；通过间接 SVPWM控制，可以将矩阵变换器虚拟成为一个AC-DC-AC装置，网关矩阵变换器检测微电网 侧输入电压与电流计算出功率因数，与控制器的输出一同参与SVPWM调制，控制矩阵变换 器中各开关管的通断，从而控制输出端即电网侧的电压；控制器检测网关输出电压与电网 侧电压频率、幅值、相位差值，当其都处于允许范围内时，闭合网关变换器电网侧的第二接 触器，完成快速并网过程。 其中，网关变换器并网运行时的并网控制策略为：采样信号调理电路采集输出端 电压u。与电流i。，按照瞬时功率理论，计算有功功率P与无功功率Q，并求出相应的输出功 率因数cos Φ。同样可以采集输入端电压Ui与电流h计算输入功率因数cos Φ i将上述参数 送入控制器，采用PQ控制方式产生SVPWM信号； 其中有功功率的参考值P,ef与无功功率的参考值Q,ef由上位机MGCC给出， 输出功率因数COS Φ。与输入功率因数COS Cti决定了无功功率的限幅值，该限幅值由 有功功率设定值PMf，输入功率因数COSCji i和输出功率因数coscji。按式⑴决定； 【权利要求】1. 一种非同步快速微电网智能网关系统，包括连接微电网与电网的网关变换器，所述 网关变换器包括矩阵变换器、第一接触器、第二接触器、输入滤波器、输出滤波器、驱动电 路、控制电路以及保护电路，所述矩阵变换器分别与输入滤波器、输出滤波器电连接，输入 滤波器通过第一接触器与微电网电连接，输出滤波器通过第二接触器与电网电连接，所述 驱动电路以及保护电路均与矩阵变换器连接，所述控制电路与驱动电路连接；还包括旁路 接触器，两端分别与微电网和电网电连接。2. 根据权利要求1所述的非同步快速微电网智能网关系统，其特征在于：所述保护电 路为阻容保护电路，其包括相互并联的六组二极管组以及第一电容器C1、第二电容器C2、 第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4以及三极管Q，前三组二极管组并联组 成第一整流桥，后三组二极管组并联组成第二整流桥；所述第一电容器Cl与第三组二极管 组并联，所述第一电阻Rl本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非同步快速微电网智能网关系统，包括连接微电网与电网的网关变换器，所述网关变换器包括矩阵变换器、第一接触器、第二接触器、输入滤波器、输出滤波器、驱动电路、控制电路以及保护电路，所述矩阵变换器分别与输入滤波器、输出滤波器电连接，输入滤波器通过第一接触器与微电网电连接，输出滤波器通过第二接触器与电网电连接，所述驱动电路以及保护电路均与矩阵变换器连接，所述控制电路与驱动电路连接；还包括旁路接触器，两端分别与微电网和电网电连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：龚勋，郭蕾，施永，苏建徽，徐海波，
申请(专利权)人：广东易事特电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44