[发明专利]一种微电网试验系统

说明书

技术领域

本发明涉及分布式发电、储能及微网技术领域，尤其涉及一种带大型动力负荷的微网试验系统。

背景技术

发展分布式发电对优化我国能源结构、实现能源供应多元化、应对气候变化、保护生态环境、促进经济社会可持续发展具有十分重要的作用，同时也是落实科学发展观、建设资源节约型社会的基本要求。随着低碳经济发展，我国分布式发电迎来了快速发展阶段。但大量分散的、形式多样、性能各异的分布式发电简单并网会对电网和用户造成冲击，给电能质量、系统保护、系统运行的可靠性带来不利影响。为了保证将来大量分布式发电并网后大电网和分布式发电系统的可靠运行，有必要对微电网技术进行探索与研究，并提出保证微电网和大电网协调发展和安全运行的技术措施。充分利用分布式电源和负荷分散性的特点，结合智能化微网等技术手段，进一步完善和优化分布式电源的运行、管理水平，使分布式电源及微网成为电网接纳利用可再生能源的有效载体，进一步促进能源的梯级利用，优化能源结构，提升电网在发展低碳经济中的功能及作用，体现智能电网绿色环保的建设理念，满足能源结构调整和国家经济社会发展战略的要求。

相对于大电网来说，微电网的短路容量较小。所以，在微电网离网启动大型负荷时，母线电压会有较大的波动。同时，对于一些特定的用户来讲，希望在大电网出现故障时，微电网可以保证大型动力负荷的稳定运行，实现大型动力负荷平稳的切入和切除微电网。大型动力负荷在启动时起动电流会达到额定电流的4～7倍，会对电网产生一定的影响。如果储能系统的容量配置仅与地源热泵机组的额定功率相当，其起动电流会引起微电网母线电压的急剧下降，对微电网的冲击几乎类似于三相短路对微电网的冲击，会引发功率振荡，使电网失去稳定。不但不能成功启动动力负荷，还有可能导致微电网崩溃。

微网接入大电网系统之后，给电力系统的电压波动、谐波、继电保护等带来很大影响。微电网内包括大量的电力电子装置，这些装置的运行会给微电网带来较多的谐波电流。微电网内光伏等新能源发电系统受自然条件制约较大，输出功率波动较大，也会给微电网带来电能质量的问题。

面对日益剧增的微电网接入需求，电网尚无有效手段彻底消除微电网对电网潮流及电能质量等方面的影响。微电网对电网的补充作用尚未充分体现。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可减少微电网投资的微电网试验系统，以方便的进行微电网协调运行、并离网控制及切换、离网带大型动力负荷启动、微电网电能质量等试验研究，为微电网的推广应用提供试验依据。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种微电网试验系统，其关键技术在于：包括光伏发电系统、主储能电池系统、电能质量治理系统、大型动力负荷、交流充电桩、普通负载、超级电容器、预留交流母线、预留直流母线和微电网母线；

所述微电网母线为400V交流电压，通过PCC并网点开关与大电网系统相连接；

所述电能质量治理系统包括APF和SVG，所述APF、SVG通过联络开关接入微电网母线，在APF、SVG与微电网母线的连接线上分别设有第二电流互感器,所述微电网母线上还设有电压传感器和一个电流互感器；

所述大型动力负载通过变频启动装置接入微电网母线，在所述变频启动装置与微电网母线的连接线上安装有第一电流互感器；

所述预留直流母线依次通过第一DC/AC逆变器、第一固态继电器接入微电网母线，所述预留交流母线通过第二固态继电器接入为微电网母线；

所述光伏发电系统包括光伏电池和光伏发电系统DC/AC逆变器，所述主储能电池系统包括主储能系统电池和储能系统DC/AC逆变器；

所述超级电容器依次通过第二DC/AC逆变器、联络开关接入微电网母线；所述光伏发电系统、主储能电池系统通过联络开关接入微电网母线；

所述交流充电桩和普通负载通过联络开关接入微电网母线。

所述大型动力负荷为大型电动机，包括大型异步电动机和压缩机。

所述交流充电桩包括单向充电桩和双向充电桩.

所述光伏发电系统分为前级和后级，前级包括一组或多组光伏电池，可以是单独的光伏电池，也可以是光伏电池和DC/DC升压装置的组合；后级分为两种，如果前级没有DC/DC升压装置，则通过DC/DC装置升压后，经DC/AC逆变器并网，也可以不经过DC/AC逆变器，直接与直流母线并网。