[发明专利]一种储能微电网并离网无缝切换装置、方法及系统

说明书

本发明涉及一种储能微电网并离网无缝切换装置、方法及系统。本发明采用无缝切换方式，即离网转并网、计划性离网和非计划性离网均实现无缝切换。无缝切换是指并离网切换的过程中微电网电压、频率在微电网运行标准规定的范围内，微电网内各母线电压偏差不大于额定电压，频率偏差不大于规定值，微电网即可安全稳定运行，保证对重要敏感负荷的不间断供电，提高用户供电的可靠性。

技术领域

本发明涉及微电网并离网无缝切换领域，特别是涉及一种储能微电网并离网无缝切换装置、方法及系统。

背景技术

微电网系统是在分布式光伏、风力发电系统、储能系统、各类负荷等电气单元的基础上而构建的一套系统。微电网从并网模式切换到离网运行模式，以及从离网运行模式切换到并网模式，可以采用无缝切换和短时有缝切换两种方案。

对于允许短时停电的有缝切换方案，当外部电网故障时，微电网内的分布式电源首先断电；然后微电网与外部电网的并网开关打开，微电网内负荷短时停电；当确认微电网与外部并网开关打开后，微电网内主电源切换控制模式，重新建立微电网的电压和频率，微电网独立运行。微电网从独立运行切换到并网的判据是检测到外部电网恢复正常，微电网内的主电源首先退出运行，微电网失压，负荷短时断电，其它分布式电源在检测到并网点失压后退出运行，然后闭合微电网并网开关，负荷恢复供电，经过一定时间间隔后，微电网内的所有分布式电源重新并网。

目前随着技术的发展，微电网的离网转并网和计划性离网均已能实现无缝切换，通过主电源与并网接口装置的相互配合来实现，从而可以对主电源从PQ模式切换到V/f模式的时间以及微电网并网点开关的开断时间都没有特殊的要求。无缝切换，供电可靠性高，在外部电网故障时，仍可以维持微电网内负荷不断电，但对微电网控制要求较高。对于采用主从控制策略的微电网，要求主电源能够快速从并网控制模式切换到独立控制模式，且同时需要能够快速将微电网与主电网的并网开关解列。

但是非计划性离网时，由于在孤岛运行时输出电压幅值、频率与额定值存在偏差，此时不允许直接并网操作，需要采用锁相环技术进行准同期控制。由于锁相环、电力系统都具有非线性，因此很难通过调整锁相环的控制参数达到满意的动态性能，锁相环的动态响应过慢会影响到系统的控制效果，降低系统的稳定性；尤其是在弱电网的情况下电网中存在大量高次谐波，影响了锁相环的锁相精度，影响准同期控制效果，甚至可能会造成系统不稳定。

发明内容

本发明的目的是提供一种储能微电网并离网无缝切换装置、方法及系统，能够解决离网转并网、计划性离网和非计划性离网不能同时实现无缝切换的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种储能微电网并离网无缝切换装置包括与主电源、微电网电连接的运行控制器、并网点开关、并网接口装置、稳定控制装置和储能PCS，其中，

运行控制器用于接受、翻译并执行控制命令，完成对主、微电网的运行控制；

并网点开关位于主、微电网之间；

并网接口装置用于控制并网点开关的分/合闸；

稳定控制装置用于微电网与主网的隔离；

储能PCS用于运行模式的切换，以及检测并网点两侧电压并进行调同期。

一种储能微电网并离网无缝切换方法包括：

计划性离网模式：

步骤11：运行控制器接收计划性离网指令；

步骤12：检测并网点开关、主网和微网的状态；

步骤13：运行控制器分别给并网接口装置下达计划划性离网指令，给储能PCS下达模式切换指令；

步骤14：并网接口装置控制并网点开关分闸，储能PCS由PQ运行模式切换到V/f运行模式；