發(fā)明專利｜一種智能變電站微電網(wǎng)系統(tǒng)

2017-11-01 14:37:52 北極星輸配電網(wǎng)整理　點擊量：評論 (0)

摘要：一種智能變電站微電網(wǎng)系統(tǒng)，包括：儲能系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)、微電網(wǎng)中央控制單元;所述微電網(wǎng)中央控制單元，與發(fā)電系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)連接，將發(fā)電系統(tǒng)的電能傳送至儲能系統(tǒng);所述發(fā)電系統(tǒng)包括至少包括光伏發(fā)電系統(tǒng)和

具體實施方式

下面通過具體實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的具體說明。

一種智能變電站微電網(wǎng)系統(tǒng)，如圖1所示，儲能系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)、微電網(wǎng)中央控制單元;所述微電網(wǎng)中央控制單元，與發(fā)電系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)連接，將發(fā)電系統(tǒng)的電能傳送至儲能系統(tǒng);所述發(fā)電系統(tǒng)包括至少包括光伏發(fā)電系統(tǒng)和風力發(fā)電系統(tǒng)中的一個;所述儲能系統(tǒng)包括：能量管理系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)管理單元、若干電池在線監(jiān)測模塊、電池組端監(jiān)測模塊以及儲能電池組;所述能量管理系統(tǒng)，與儲能系統(tǒng)管理單元連接;儲能系統(tǒng)管理單元，與微電網(wǎng)中央控制單元連接，接收微電網(wǎng)中央控制單元的控制命令;電池組端監(jiān)測模塊，與儲能系統(tǒng)管理單元連接，監(jiān)測儲能電池組的充放電電流、浮充電流、總電壓;儲能電池組包括若干儲能電池，與電池組端監(jiān)測模塊連接;每個儲能電池與對應(yīng)的電池組端監(jiān)測模塊連接。

儲能電池為鉛碳蓄電池，電池組端監(jiān)測模塊通過霍爾電流傳感器第一個鉛碳蓄電池連接，其他鉛碳蓄電池相互之間采用串聯(lián)連接，最后一個鉛碳蓄電池通過儲能變流器與發(fā)電系統(tǒng)的輸出母線連接。

并網(wǎng)期間，微電網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電只占廠站用電的一部分，在離網(wǎng)瞬間，各發(fā)電系統(tǒng)和蓄電池來不及調(diào)節(jié)出力或者即使全部最大化發(fā)電也無法滿足所有站用變負荷用電，導(dǎo)致能源局域網(wǎng)內(nèi)頻率無法維持。針對這種情況，微網(wǎng)中央控制單元在并網(wǎng)運行時，實時計算系統(tǒng)功率差額，并規(guī)劃如果發(fā)生離網(wǎng)，各發(fā)電系統(tǒng)和蓄電池電源的出力計劃、各負荷的投切計劃，一旦檢測微電網(wǎng)離網(wǎng)，則立即執(zhí)行已定控制計劃。

1)儲能系統(tǒng)管理單元檢測到電網(wǎng)電壓降低或者收到離網(wǎng)命令后，檢測流過快速開關(guān)的電流峰值或有效值。如果流過快速開關(guān)的電流大于允許切換電流閥值，儲能系統(tǒng)管理單元以當前電流參考與并網(wǎng)電流的偏差值作為儲能逆變器輸出電流參考指令，在快速開關(guān)關(guān)斷前盡快降低微電網(wǎng)與電網(wǎng)之間聯(lián)絡(luò)線上電流;

2)當儲能系統(tǒng)管理單元檢測到并網(wǎng)電流小于允許切換電流閥值后，下達快速開關(guān)關(guān)斷指令，同時儲能系統(tǒng)管理單元進行控制模式切換，由電流控制切換至電壓控制。在微電網(wǎng)運行模式切換過程中，從電源始終運行在電流控制模式下。

電網(wǎng)恢復(fù)正常后，微電網(wǎng)需要重新并網(wǎng)運行。微電網(wǎng)并網(wǎng)運行前應(yīng)首先保證快速開關(guān)兩側(cè)的電壓幅值、相位和頻率相等，同時還應(yīng)減小切換后的電流沖擊，具體的獨立至并網(wǎng)運行模式無縫切換控制邏輯如下：

1)儲能系統(tǒng)管理單元檢測到電網(wǎng)電壓正常后，以當前電網(wǎng)電壓作為控制器的輸出電壓參考，不斷調(diào)整其輸出使快速開關(guān)兩側(cè)的電壓相位和幅值相同;

2)當儲能系統(tǒng)管理單元檢測到快速開關(guān)兩側(cè)電壓滿足并網(wǎng)條件后，下達快速開關(guān)合閘指令，同時儲能系統(tǒng)管理單元進行控制模式切換，由電壓控制切換至電流控制。在微電網(wǎng)運行模式切換過程中，從電源始終運行在電流控制模式下。當微電網(wǎng)運行模式切換完成后，根據(jù)微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)控制儲能出力和增加分布式發(fā)電系統(tǒng)出力。微電網(wǎng)系統(tǒng)通過第三所用變?yōu)楣I(yè)園區(qū)和所外用電設(shè)備供電，實現(xiàn)電能共享。

所述風力發(fā)電系統(tǒng)包括：風力機組模塊：捕獲風能并將風能轉(zhuǎn)化為交變電能，包括風力發(fā)電機組、塔架、地基以及線纜;并網(wǎng)控制模塊：內(nèi)置輸出直流電并對輸出最高電壓進行限制的整流模塊，還包括并網(wǎng)控制器、泄荷器以及線纜;逆變模塊：包括并網(wǎng)逆變器以及線纜，與所述整流模塊連接，將整流模塊輸出的直流電逆變成交流電并饋入電網(wǎng);監(jiān)控模塊：與風力機組模塊、并網(wǎng)控制模塊以及逆變模塊連接，包括遠程監(jiān)控裝置、通信GPRS卡以及線纜。

并網(wǎng)逆變器輸出交流電匯總到低壓交流開關(guān)柜，與變電所內(nèi)的AC380V端并聯(lián)，系統(tǒng)采用220/380VAC三相五線制輸出，直接與配電室變壓器二次端并網(wǎng)運行。風能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)具有逆功率保護、防孤島、短路過流、過壓等保護功能，確保風能系統(tǒng)安全、可靠的發(fā)電并網(wǎng)運行。系統(tǒng)三相額定平衡負載時輸出電流最大總波形畸變率小于5%、各次諧波含有率小于3%。

以上所述實施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其他的變體及改型。