[发明专利]利用逆变器恢复对交流微电网负荷供电的系统及其控制方法

说明书

 

技术领域

    本发明涉及微电网领域，具体涉及一种利用逆变器恢复对交流微电网负荷供电的系统及其控制方法。

背景技术

    将分布式发电系统以微电网的形式接入大电网并网运行，与大电网互为支撑，是发挥分布式发电系统效能的最有效方式。微电网是将电源、负荷、储能装置形成一小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与大电网并网运行，也可以孤岛运行。

    微电网可以是交流微电网，也可以是直流微电网。交流微电网中的电源、负荷、储能装置相互之间是经过交流线路以及交流变压器相连的，而直流微电网是将直流电源、直流负荷、储能装置相互之间通过直流母线连接在一起。直流微电网通常经逆变器与交流电网相连。

    光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。太阳能电池可将太阳的光能变成电能，产生直流电。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵。若太阳能电池与建筑物结合便形成建筑光伏发电系统，以建筑光伏发电系统为主要形式的分布式电源最方便构成高密度光伏发电系统。所谓高密度光伏发电系统，即在地理位置较为接近，太阳辐照及其变化基本一致的某一区域内有多个光伏发电系统。因此，高密度光伏发电系统非常适宜构成直流微电网。

    目前有关微电网的相关研究和工程示范多采用交流微电网的方式。当大电网出现故障时，交流微电网可以孤岛运行。显然有了交流微电网使得交流微电网内负荷的供电可靠性得到了提升。但当前技术层面亟待解决的难题是：如何实现交流微电网孤岛运行期间在发生故障时的故障点隔离，以及如何解决隔离后的交流微电网恢复对负荷继续供电的问题。

 

发明内容

    本发明要解决的技术问题是提供一种利用逆变器恢复对交流微电网负荷供电的方法，该方法能够实现对失电负荷的供电以及脱网逆变器重新并网运行。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

利用逆变器恢复对交流微电网负荷供电的系统，包括交流主网、直流微电网和交流微电网，所述直流微电网通过逆变器与交流微电网相连，所述交流主网的进线端经开关元件一与交流主网的主网母线相连，所述交流微电网中的交流母线经开关元件二与主网母线相连，所述交流微电网包括多个负荷，每个负荷通过至少两个支路开关元件与交流母线相连，所述逆变器通过联络开关元件与至少两个负荷相连。

利用逆变器恢复对交流微电网负荷供电的方法，包括以下步骤：

（1）通过测控装置监测微电网内、外部是否出现故障，若无故障，系统处于正常并网运行状态；

（2）当交流主网出现故障时，断开交流微电网与交流主网母线相连的开关元件，微电网由与主网并网运行转为孤岛运行；

（3）当交流主网恢复正常运行时，通过测控装置调整微电网内部分布式电源的交流输出电压大小及相位，满足并网条件时，闭合交流微电网与交流主网母线相连的开关元件，交流微电网重新并入交流主网运行；

（4）交流微电网内部出现故障时，断开与故障点相连的开关元件，测控装置检测到相应的开关元件处于断开状态后，若交流负荷失电，则先后向接在交流负荷电源输入端的联络开关元件和接在逆变器交流输出端的联络开关元件发出合闸命令，完成逆变器由正常运行状态到特定运行状态的转换，恢复对失电的交流负荷供电；

（5）当微电网内部故障处理完毕后，通过测控装置先断开联络开关元件，后闭合支路开关元件恢复对失电的负荷的供电。

所述步骤（4）中，当微电网内的交流负荷失去电源时，闭合与该负荷相连的联络开关元件，恢复逆变器对该负荷的供电；当逆变器脱网时，则闭合该逆变器与相邻交流负荷之间的联络开关元件，使逆变器更换路径重新并网运行。

    所述步骤（1）、（3）、（4）、（5）中所述测控装置能够根据与逆变器交流输出端相连开关元件的断开状态，以及系统的电压情况，向逆变器发出不同运行模式指令。

所述逆变器能够根据测控装置指令进行并网运行模式和孤岛运行模式的正确切换。

    本发明的有益效果是：本发明所述的微电网负荷供电系统及其控制方法，无论微电网处并网运行或是孤岛运行时，都能通过测控装置对逆变器交流输出端的联络开关元件和交流微电网内的负荷之间的联络线的开关元件进行投切控制，实现了对失电负荷的供电以及脱网逆变器重新并网。既解决了微电网内部故障后恢复对负荷供电的难题，同时也有益于最大限度利用可再生能源所发的电量。

附图说明