[发明专利]一种微电网并网转孤岛运行模式的稳定控制方法

说明书

本发明公开了一种微电网并网转孤岛运行模式的稳定控制方法，即通过微电网中央控制器及快速测控单元采集微电网、联络线各电气量以及接收上级系统指令，得到微电网实时运行状态；当是计划性孤岛，则计算微电网系统实时的负荷及电源出力，判断是否源荷平衡；否则当系统满足孤岛判据则主电源由PQ运行模式转换为V/f运行模式、分断PCC开关后判断系统是否正常运行，若系统异常，检测到故障线路后立即切除，重新开始判断；若系统正常，判断微电网内是否源荷平衡时，若源荷失衡，则计算功率失衡量，调节储能出力后重新判断是否源荷平衡，若源荷失衡则进行低压/低频减载，重新判断源荷平衡。本发明可以实现检测方式简单的效果，稳定性好。

技术领域

本发明涉及微电网技术领域，特别是一种微电网并网转孤岛运行模式的稳定控制方法。

背景技术

传统的煤炭、石油等一次能源是不可再生的，提高能源利用效率、开发新能源、加强可再生能源的利用，就成为了解决经济和社会快速发展过程中日益凸显的能源需求增长与能源紧缺、能源利用与环境保护之间矛盾的必然选择。

目前，光伏发电、风力发电、燃料电池、微型燃气轮机、内燃机等分布式电源经过长期的发展，在技术上已取得了长足的进步，我国计划到2020年，发电机总装机容量近10亿千瓦，其中包含小水电在内的分布式能源比重超过20％。

将分布式发电以微电网的形式接入大电网并网运行，是发挥分布式发电供能系统效能的最有效方式，微电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，既可以与大电网并网运行(微电网与大电网的连接开关闭合)，也可以孤岛运行(微电网与大电网的连接开关断开)。

并网和孤岛双模式运行能力是微网实现其技术、经济性优势的关键。当微网根据情况需要独立运行或主网发生故障时，应迅速断开与主网的连接，转入孤岛运行模式；当主网供电恢复正常时，或根据情况需要微网并网运行时，将处于孤岛运行模式的微网重新联入公共电网。平滑稳定切换是保证微网在两种运行模式间平稳过渡的关键技术。在模式转换过程中，需要采用相应的运行控制策略，以保证切换过程的平稳性。

微电源的控制策略不仅决定了微网在两种模式下的运行状况，也直接关系到运行模式的切换过程。文献[1](王赞，肖岚，姚志垒。并网独立双模式控制高性能逆变器设计与实现[J]。中国电机工程学报，2007，27(1)：54-59，杨子龙，伍春生。三相并网/独立双模式逆变器系统的设计[J]。电力电子技术，2010，44(1)：14-16)提出双模式逆变器，并网运行采用PQ电流控制、独立运行采用V/f控制，符合微网运行需要，但电压控制与电流控制之间切换难度大，有切换失败的风险。文献[2](王成山，肖朝霞，王守相，微网综合控制与分析[J]。电力系统自动化，2008，32(7)：98-103)采用下垂控制，孤岛和并网两种模式下微电源控制策略不变，符合即插即用的特点，但没有考虑下垂控制对并网运行的适应性以及并网过程的冲击电流抑制。

中国专利申请，申请号201510442425.2，公开日2015年11月4日，公开了一种微电网孤岛及并网信号控制系统及方法，所述微电网孤岛及并网信号控制方法在微电网侧公共耦合点与并网断路器之间，通过检测电压或电流信号判断变电站是否向微电网发出状态信号，并根据信号的类型由微电网控制系统在合适的时机向并网断路器发出开闭命令，协助微电网在并网状态和孤岛状态之间过渡；所述系统包括：控制系统、脉冲信号系统、电压检测系统。此发明性能稳定可靠；使主电网自身有了可靠的手段能够主动通知微电网其将要运行的状态，大大降低了成本；能够协助微电网在孤岛运行状态和并网运行状态之间快速、平滑地过渡，有助于微电网安全、稳定地运行；满足了电网运行方对微电网进行有效控制的需求。但此方案通过互感器进行检测，效率低，精度不高。