[实用新型]微网智能开关

说明书

技术领域

本实用新型属于分布式发电微网系统的技术领域，涉及用于微网系统与大电网连接的微网智能开关。

背景技术

随着国民经济的发展，电力需求迅速增长，电网规模不断扩大，分布式发电(Distributed Generation，缩写DG)可以提供传统的电力系统无可比拟的可靠性和经济性，具有污染少、可靠性高、能源利用效率高等优点。同时，分布式电源位置灵活、分散的特点极好地适应了分散电力需求和资源分布，延缓了输、配电网升级换代所需的巨额投资，它与大电网互为备用也使供电可靠性得以改善。尽管分布式电源优点突出，但本身存在诸多问题，如分布式电源单机接入成本高、控制困难、对大电网的冲击，当电力系统发生故障时，分布式电源必须马上退出运行等，这就大大限制了分布式电源的充分发挥，也间接限制了对新能源的利用。为了降低DG带来的不利影响，同时发挥DG积极的辅助作用，一个较好的解决方法就是把DG和负荷一起作为配电子系统——微网(Microgrid)。

微网是指由分布式电源、储能装置、能量变换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统。微网是分布式发电的重要形式之一，微网既可以通过配电网与大型电力网并联运行，形成一个大型电网与小型电网的联合运行系统（并网运行模式），也可以独立地为当地负荷提供电力需求（孤岛运行模式）。在微网系统中，PCC(point of common coupling)是指微网系统与大电网的连结点，微网智能开关就是在PCC点能够自主的进行开关动作，从而实现微网系统并网/孤岛模式运行的智能装置。

现有的微网系统在两种模式相互切换时，并网开关动作存在以下缺点：

（1）当微网系统从孤岛模式切换至并网模式时，并网开关的冲击电流大，容易损坏并网开关；

（2）当微网系统从孤岛模式切换至并网模式时，与大电网的协调性较差，容易造成保护装置的误动作；

（3）当微网系统从并网模式切换至孤岛模式时，微网系统中电源电压有较大突变，影响负荷供电；

（4）当微网系统从并网模式切换至孤岛模式时，与微网系统的协调性较差，容易造成保护装置的误动作。

实用新型内容

本实用新型的目的是结合我国微网系统的现状，为了使微网系统在并网/孤岛模式之间平滑切换，提出一种适用于不同类型的微网系统的微网智能开关，通过此智能开关可以使微网系统在并网和孤岛模式之间平滑切换，当孤岛模式向并网模式切换时，智能开关检测大电网与微网电压相位、幅值，微网电压与大电网电压差值进入并网容许范围内，则判断微网满足并网条件，立即闭合开关；当并网模式向孤岛模式切换时，为了不影响微网系统内负荷的正常运行，智能开关锁存切换过程前4-5个周波（0.08-0.1s）的大电网电压相位、幅值，作为微网孤岛模式下运行的初始电压，这使得微网电压与并网时的电压连贯输出，不会出现电压突变。

为此，本实用新型采取如下技术方案：

微网智能开关，其特征在于：包括大电网侧电压检测装置、微网侧电压检测装置、三相双向晶闸管、控制器，其中：

大电网侧电压检测装置与大电网的交流母线连接，大电网侧电压检测装置用于检测大电网的三相电压幅值、相位，并把检测得到的检测信号传入控制器；

微网侧电压检测装置与微网的交流母线连接，微网侧电压检测装置用于检测微网的三相电压幅值、相位，并把检测得到的检测信号传入控制器；

三相双向晶闸管连接于大电网侧电压检测装置和微网侧电压检测装置之间，作为微网与大电网的交流母线PCC点开关，三相双向晶闸管选择满足大电网与微网电压、电流等级的常规三相双向晶闸管；

控制器与大电网侧电压检测装置、微网侧电压检测装置和三相双向晶闸管分别连接，大电网侧电压检测装置、微网侧电压检测装置分别单向通信连接至控制器，三相双向晶闸管与控制器之间双向通信连接；控制器用于接收大电网侧电压检测装置、微网侧电压检测装置传入的检测信号，并判断是否满足并网条件；如果符合并网条件，则控制三相双向晶闸管处于闭合状态实现并网以及锁存切换前大电网电压；如果不符合并网条件，则控制三相双向晶闸管处于断开状态。