微电网离网能量平衡控制装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种微电网离网能量平衡控制装置与方法。其中，该装置包括采样单元，用于采集进行能量平衡控制所需的信号；CPU处理单元，用于根据进行能量平衡控制所需的信号确定控制指令；开出单元，用于将控制指令输出到被控制的单元以在微电网离网后实现能量平衡；电源，用于为微电网离网能量平衡控制装置提供直流电源；其中，CPU处理单元分别与采样单元、开出单元和电源相连。本发明专利技术通过对负荷、发电以及储能设备功率的监测与控制，在微电网并离网转换时，切除负荷或分布式发电设备，以有效且平滑的控制微电网。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微电网
，特别地，涉及一种。
技术介绍
微电网可以看成电力系统的一种结构，包括分布式电源、负荷、储能设备等小型系统。微电网相对主电网可作为可调度的负荷，对微电网内部系统，可以提供满足负荷需求的电能，相当于可定制的电源。微电网系统可工作于并网与离网两种运行模式。在正常情况下，微电网与主电网并网运行，由微电网补充自身发电量或向主电网供出多余的电能。在检测到微电网故障或者电能质量不满足时，微电网与主电网断开，形成离网状态的孤岛模式。然而，微电网在进行并离网转换时，由于微电网功率缺额或盈余导致电压频率骤升骤降、以及谐波污染等，因此会对微电网本身的电能质量造成严重的影响，例如，电压崩溃、频率崩溃等事故。
技术实现思路
本专利技术要解决的一个技术问题是提供一种， 能够使微电网在离网状态下保持其内部能量的平衡。根据本专利技术的一方面，提出了一种微电网离网能量平衡控制装置，包括采样单元， 用于采集进行能量平衡控制所需的信号；CPU处理单元，用于根据进行能量平衡控制所需的信号确定控制指令；开出单元，用于将控制指令输出到被控制的单元以在微电网离网后实现能量平衡；电源，用于为微电网离网能量平衡控制装置提供直流电源；其中，CPU处理单元分别与采样单元、开出单元和电源相连。根据本专利技术的另一方面，还提出了一种微电网离网能量平衡控制方法，包括采集进行能量平衡控制所需的信号；根据进行能量平衡控制所需的信号确定控制指令；将控制指令输出到被控制的单元以在微电网离网后实现能量平衡。本专利技术提供的，通过对负荷、发电以及储能设备功率的监测与控制，在微电网并离网转换时，切除负荷或分布式发电设备，以有效且平滑的控制微电网。同时在微电网离网情况下，能够监控由分布式发电设备支撑的微电网 (例如，监测电压、频率、功率、负荷用电功率、发电设备功率、储能设备充放电功率等)，保证频率电压稳定，一旦出现频率电压异常能够正确及时的作出反应，以避免电能质量进一步恶化。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分。在附图中图1是本专利技术微电网离网能量平衡控制装置的一个实施例的结构示意图。图2是本专利技术微电网离网能量平衡控制装置的工作流程示意图。图3是本专利技术微电网离网能量平衡控制装置的另一实施例的结构示意图。图4是本专利技术微电网离网能量平衡控制装置的又一实施例的结构示意图。图5是本专利技术分列运行和并列运行逻辑示意图。图6是本专利技术微电网离网能量平衡控制方法的一个实施例的流程示意图。 具体实施例方式下面参照附图对本专利技术进行更全面的描述，其中说明本专利技术的示例性实施例。本专利技术的示例性实施例及其说明用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的不当限定。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。本专利技术下述实施例中所提的能量平衡是指微电网离网时内部负荷需要的电量和分布式发电设备发出的电量能够匹配，如果需要的电量大于发出的电量，则切除部分负荷以满足平衡，如果负荷需要的电量小于发电设备发出的电量，则切除部分分布式发电设备以满足平衡。图1是本专利技术微电网离网能量平衡控制装置的一个实施例的结构示意图。如图1所示，该实施例的微电网离网能量平衡控制装置10可以包括采样单元11，用于采集进行能量平衡控制所需的信号；在一个实例中，进行能量平衡控制所需的信号可以包括但不限于电压信号(例如，进线断路器微电网侧母线的电压)、并离网信号以及开关状态信号(即，开关的闭合状态)，采样单元可以包括电压互感器、A/D转换器、开关量采集子单元、以及并离网信号采集子单元；电压互感器将采集的线路大电压变换成二次信号，经过A/D转换器将二次信号转换成数字信号发送至CPU处理单元，并且还将开关量采集子单元和并离网信号采集子单元所采集的开关的分/合位以及并离网信号也发送至CPU处理单元，其中，并离网信号可以由并离网信号采集子单元(或通讯单元，其通过以太网口，利用IEC61850规约与微电网集中控制系统进行通信)从上级微电网系统采集、也可以由开关量采集子单元从进线断路器开关位置采集，另外，开关状态信号可以包括但不限于进线断路器开关位置、分段断路器开关位置以及检修压板开关位置；CPU处理单元12，用于根据进行能量平衡控制所需的信号确定控制指令，该单元可以在32位中央处理器上实现；在一个实例中，控制指令可以包括但不限于离网联切(即，微电网离网时切除负荷或者分布式发电设备以维持微电网内能量供求平衡)、并网联切(即，微电网并网时切除负荷或者分布式发电设备以维持微电网内能量供求平衡)、低频减载(即，微电网离网孤岛运行时由于功率缺额频率降低，通过切除一部分负载来满足微电网内部能量平衡)、低压减载(即，微电网离网孤岛运行时由于功率缺额电压降低，通过切除一部分负载来满足微电网内部能量平衡)、过频解列(即，微电网离网孤岛运行时由于功率盈余频率升高，通过切除一部分发电设备来满足微电网内部能量平衡)以及过压解列(即，微电网离网孤岛运行时由于功率盈余电压升高，通过切除一部分发电设备来满足微电网内部能量平衡)，如图2所示；开出单元13，用于将控制指令输出到被控制的单元(例如，相应单元的驱动电路)，切除微电网负荷或分布式发电机，以在微电网离网后实现能量平衡；此外，该单元还在配电网出现电压频率骤升、骤降、不平衡和谐波等电能质量问题时发出告警指令，并闭锁切除动作；电源14，用于为微电网离网能量平衡控制装置提供直流电源，其输入为直流 220V，输出为5V系统电源和24V开入量电源；其中，CPU处理单元分别与采样单元、开出单元和电源相连。该实施例通过对负荷、发电以及储能设备功率的监测与控制，在微电网并离网转换时，切除负荷或分布式发电设备，以有效且平滑的控制微电网。图3是本专利技术微电网离网能量平衡控制装置的另一实施例的结构示意图。如图3所示，与图1中的实施例相比，该实施例的微电网离网能量平衡控制装置30 还可以包括人机交互单元31，与CPU处理单元相连，用于提供与微电网离网能量平衡控制装置交互的接口。具体地，人机交互单元可以为点阵液晶和按键设计，可以利用键盘修改压板、定值和控制字，还可以利用指示灯显示正常运行、合闸、分闸、故障、动作等信息，也利用利用液晶显示合间、分间、电压、频率、故障现象和告警等，交互方式简单且人性化。图4是本专利技术微电网离网能量平衡控制装置的又一实施例的结构示意图。如图4所示，与图1中的实施例相比，该实施例的微电网离网能量平衡控制装置40 中的CPU处理单元41可以包括计算子单元411，用于计算所采集电压信号的频率、电压的变化率以及频率的变化率；例如，可以通过快速傅立叶变换计算得出电压信号的频率、电压的变化率以及频率的变化率；判断子单元412，用于判断电压信号、频率、电压的变化率以及频率的变化率与相应阈值的关系，以确定是否启动装置设置的保护切除等动作；处理子单元413，用于根据电压信号、频率、电压的变化率以及频率的变化率与相应阈值的关系、以及并离网信号和开关状态信号生成相应的控制指令，并发送至开出单元；例如，如果电网的电压大于电压阈值，则生成过压解列指令，如果电网的频率大于频率阈值，则生成过频解列指令，如果电网的电压低于电压阈值，则生成低压减载指令，如果电网的频率低于本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种微电网离网能量平衡控制装置，其特征在于，包括：采样单元，用于采集进行能量平衡控制所需的信号；ＣＰＵ处理单元，用于根据所述进行能量平衡控制所需的信号确定控制指令；开出单元，用于将所述控制指令输出到被控制的单元以在微电网离网后实现能量平衡；电源，用于为所述微电网离网能量平衡控制装置提供直流电源；其中，所述ＣＰＵ处理单元分别与所述采样单元、所述开出单元和所述电源相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，周逢权，杨湛晔，马红伟，
申请(专利权)人：国家电网公司，许继电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：11