[发明专利]微电网并网到离网控制方法及无缝切换方法

说明书

技术领域

本发明属于微电网技术领域，涉及微电网并网到离网控制方法及无缝切换方法。

背景技术

微电网是近年来随着大力发展分布式发电而出现的一种新的电网技术，它是由各种分布式电源、储能单元、负荷以及二次监控、保护装置组成的集合，能并网运行，也能在大电网异常时孤网运行，具有灵活的运行方式和可调度性。这种技术的出现解决了风、光等分布式电源发电间歇性和波动性对大电网带来的冲击问题，同时也提高了分布式电源的利用率和负荷供电的可靠性。

微电网的关键技术之一是由分布式电源、负荷组成的微电网在大电网正常运行时能与大电网并网运行，当大电网异常时能独立运行。在实际的微电网项目中发现，微电网从离网到并网的无缝切换较容易实现，但在从并网到离网的切换过程中，由于微电网离网主发电设备出力容量有限，而其他分布式电源的发电功率和负荷的用电功率具有不确定性，微电网并网到离网的切换无法实现刚性切换，而解决该问题常规的方法是先切换不可预知的负荷和分布式电源，使微电网离网瞬间处于最小安全运行模式下，再通过逐级调节逐步恢复被切分布式电源和负荷的运行，这个过程常常需要经过数秒甚至数分钟，无法实现无缝要求。

申请号为200910305535.9的中国专利“微电网能量智能控制系统”给出了一种利用预测信息对微电网进行控制的智能能量控制系统，包括微电网系统和控制系统，微电网系统包括电源单元、储能单元和负荷单元；控制系统包括信息采集系统和中央处理单元，该中央处理单元包括负荷预测模块、微电网在线状态估计模块、间歇式电源能量预测、储能单元能量预测模块、微电网系统分析模块、微电网多目标优化运行和综合协调控制模块；信息采集系统包括电源、储能、负荷单元信息采集模块。该专利申请虽然给出了具体的能量控制系统，但是并没有给出，也不能直接从系统推得一个微电网从并网到离网的控制方法及无缝切换方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种微电网并网到离网控制方法及无缝切换方法，使微电网在离网瞬间的发电出力和负荷用电保持平衡。

为实现上述目的，本发明的微电网并网到离网控制方法，根据上送的一次、二次设备电压、电流采样信息，判断微电网是作为负荷从大电网中吸收电量还是作为发电设备往大电网上送电量，并据此实时计算离网时微电网的功率盈缺，根据功率盈缺制定各负荷、分布式电源的投退控制计划。

进一步的，当微电网作为负荷从大电网中吸收电量时，功率盈缺计算公式为：

   （1）

式中为功率盈缺，为公共连接点处的交换功率， 为第i个分布式电源的最大发电出力，为第i个分布式电源的当前发电出力。

进一步的，投退控制计划的第一原则是考虑负荷重要性，即先切除非重要负荷，再切次重要负荷，最后是重要负荷；第二原则是切除负荷的个数尽量少，即从功率最大的负荷开始切除，直到切除的负荷总功率超过功率盈缺为止。

进一步的，当微电网作为发电设备网大电网上送电量时，功率盈缺计算公式为：

   （2）

式中为功率盈缺，为公共连接点处的交换功率，为第k个分布式电源的最小发电出力，为第k个分布式电源的当前发电出力，式中的分布式电源仅包含能随着电压和频率的变化而自动调节其出力的电源，这些电源不在被切除之列。

进一步的，投退控制计划的第一原则是考虑分布式电源的一次能源属性，即先切除不可再生能源的分布式电源，再切除可再生能源的分布式电源；第二原则是切除分布式电源的个数尽量少，即从发电出力最大的分布式电源开始切除，直到切除的分布式电源总出力超过功率盈缺为止。

本发明的微电网并网到离网无缝切换方法步骤如下：

（1）微电网并离网无缝切换系统通过以太网将分布式电源、支路测控装置、微电网就地控制装置数据上传到微电网集中控制器中，微电网集中控制器根据上传的信息判断微电网是作为负荷从大电网中吸收电量还是作为发电设备往大电网上送电量，并计算若此时离网微电网的功率盈缺，根据功率盈缺制定各负荷、分布式电源的投退控制计划；

（2）判断本次投退控制计划与上次控制投退计划是否有异，若是有差异，则将本次投退控制计划下发到微电网就地控制装置；

（3）微电网就地控制装置实时接收微电网集中控制器下发的投退控制计划，实时采集微电网公共连接点处的电压、电流参数，并根据采集参数实时进行孤岛检测，检测是否发生并网转离网，一旦检测发生离网，微电网就地控制装置立即断开与大电网的连接开关，并执行最新一次接收的投退控制计划，切断离网瞬间无法平衡的多余的负荷或分布式电源，使微电网在离网瞬间的发电出力和负荷用电保持平衡，实现无缝切换。