一種微電網(wǎng)平滑同期并網(wǎng)控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種實現(xiàn)微電網(wǎng)平滑同期并網(wǎng)的控制方法，通過自動幅值補償、自動相角補償對微電網(wǎng)兩側(cè)互感器不一致情況進(jìn)行自動補償；導(dǎo)前時間補償對斷路器合閘時間長進(jìn)行補償；采用電能質(zhì)量檢測，當(dāng)電能質(zhì)量不合格時不允許同期并網(wǎng)；采用單相/三相自適應(yīng)的同期并網(wǎng)檢測和調(diào)節(jié)對微電網(wǎng)三相不平衡度進(jìn)行自動檢測和判斷，當(dāng)三相電壓不平衡時執(zhí)行三相檢同期并網(wǎng)檢測和調(diào)節(jié)流程，三相電壓平衡時執(zhí)行單相檢同期并網(wǎng)檢測和調(diào)節(jié)流程。通過以上方法，實現(xiàn)了微電網(wǎng)在最佳角度同期平滑并網(wǎng)，使得并網(wǎng)對電網(wǎng)系統(tǒng)及微電網(wǎng)電力設(shè)備沖擊最小，延長了電力設(shè)備的使用壽命，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性，具有良好的應(yīng)用前景。
【專利說明】—種微電網(wǎng)平滑同期并網(wǎng)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微電網(wǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種實現(xiàn)微電網(wǎng)平滑同期并網(wǎng)的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]微電網(wǎng)是一組由微電源、負(fù)荷、儲能系統(tǒng)和控制裝置構(gòu)成的系統(tǒng)單元。是一個能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)，微電網(wǎng)既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運行，也可以孤島運行。微電網(wǎng)并網(wǎng)運行時由電網(wǎng)提供電壓和頻率的支撐，孤島運行時由儲能和發(fā)電設(shè)備提供電壓和頻率的支撐，微電網(wǎng)由孤島運行轉(zhuǎn)并網(wǎng)運行時，存在并網(wǎng)點兩側(cè)電壓的幅值、相角和頻率不一致，斷路器合閘時間長，三相負(fù)荷不平衡，電能質(zhì)量不合格因素，并網(wǎng)時會對電網(wǎng)或微電網(wǎng)造成較大的沖擊。
[0003]目前微電網(wǎng)的檢同期并網(wǎng)技術(shù)，具體介紹如下:
[0004]I)中國專利申請?zhí)枮?01110382606.2《用于微網(wǎng)的從孤島模式切換到并網(wǎng)模式的模式切換方法》，采用并網(wǎng)時確保所有分布式電源停止運行，不會出現(xiàn)非同期并網(wǎng)的方法；不足之處是會造成負(fù)荷短時斷電。
[0005]2)中國專利申請?zhí)枮?01210011880.3《一種微電網(wǎng)并網(wǎng)與孤網(wǎng)自動無縫切換的控制》，公開了一種微電網(wǎng)并網(wǎng)時對儲能逆變器的平滑控制技術(shù)，該方法僅適用于單儲能逆變器，不能實現(xiàn)由微電網(wǎng)并網(wǎng)一體化裝置實現(xiàn)的針對微電網(wǎng)并網(wǎng)點的同期控制。
[0006]3)論文《微電網(wǎng)帶負(fù)荷并網(wǎng)的平滑切換條件及控制策略》，比較了壓差、頻差和角差對并網(wǎng)的影響；但該論文主要提出對逆變器的自動跟蹤控制方法并進(jìn)行仿真。
[0007]隨著微電網(wǎng)的規(guī)?；?yīng)，需要研究在保障微電網(wǎng)負(fù)荷不斷電的條件下，由微電網(wǎng)并網(wǎng)一體化裝置實現(xiàn)微電網(wǎng)在最佳角度同期平滑并網(wǎng)的控制技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于研究一種適應(yīng)微電網(wǎng)的同期并網(wǎng)技術(shù)，針對微電網(wǎng)電力電子設(shè)備多，諧波污染大，三相負(fù)荷不平衡及微電網(wǎng)兩側(cè)互感器不一致、斷路器合閘時間長，導(dǎo)致并網(wǎng)時會對微電網(wǎng)和電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊大的特點，對現(xiàn)有基于單相同期電壓的檢同期并網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，實現(xiàn)了幅值補償技術(shù)、相角補償技術(shù)、導(dǎo)前時間補償技術(shù)及采用電能質(zhì)量檢測技術(shù)、單相/三相自適應(yīng)的同期并網(wǎng)檢測和調(diào)節(jié)技術(shù)，通過這些技術(shù)實現(xiàn)了微電網(wǎng)在最佳角度平滑同期并網(wǎng)。
[0009]為了實現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0010]一種微電網(wǎng)平滑同期并網(wǎng)控制方法，其特征在于:
[0011]I)根據(jù)同期平滑并網(wǎng)要求，整定同期并網(wǎng)壓差、頻差、角差、滑差、合閘導(dǎo)前時間、三相電壓不平衡度定值參數(shù)；
[0012]2)根據(jù)同期平滑并網(wǎng)要求，設(shè)置允許同期并網(wǎng)的電壓、電流總畸變率、電壓波動和閃變參數(shù)限值；[0013]3)計算微網(wǎng)側(cè)、電網(wǎng)側(cè)三相電壓幅值、電壓差、頻率差、角差、滑差；
[0014]4)如果微網(wǎng)側(cè)、電網(wǎng)側(cè)的電壓互感器額定值不一致，進(jìn)行幅值補償；
[0015]5)如果微網(wǎng)偵彳、電網(wǎng)側(cè)不是同名電壓,存在固有相角時,進(jìn)行相角補償；
[0016]6)進(jìn)行電能質(zhì)量合格檢測,置電能質(zhì)量不合格標(biāo)志；
[0017]7)計算微電網(wǎng)三相電壓不平衡度；
[0018]8)判斷微電網(wǎng)三相電壓不平衡度是否滿足步驟I)中整定的三相電壓不平衡度，如果滿足，置三相不平衡標(biāo)志=0，否則置三相不平衡標(biāo)志=1 ；
[0019]9)并網(wǎng)一體化裝置在接收到同期并網(wǎng)命令后啟動同期判斷流程，執(zhí)行同期合閘操作。
[0020]步驟9)中，并網(wǎng)一體化裝置在接收到同期并網(wǎng)命令后啟動同期判斷流程，包括以下步驟:
[0021]Ia)判斷步驟6)電能質(zhì)量不合格標(biāo)志是否為1，如果為1，同期并網(wǎng)失敗，返回失敗原因為電能質(zhì)量不合格，進(jìn)入步驟8a)；
[0022]2a)如果電能質(zhì)量不合格標(biāo)志=0,進(jìn)入步驟3a)；
[0023]3a)判斷微網(wǎng)側(cè)A相電壓幅值是否在有效范圍，不在有效范圍，同期失敗返回，失敗原因為電壓不在有效范圍，進(jìn)入步驟8a)；
[0024]4a)判斷微網(wǎng)側(cè)A相頻率是否在有效范圍，不在有效范圍，同期失敗返回，失敗原因為頻率不在有效范圍.進(jìn)入步驟8a)；
[0025]5a)判斷步驟8)三相不平衡標(biāo)志是否為1，如果為1，進(jìn)入三相同期并網(wǎng)檢測和調(diào)節(jié)流程；如果為0，進(jìn)入單相同期并網(wǎng)檢測和調(diào)節(jié)流程；
[0026]6a)計算同期合閘越前角，如果滿足最佳合閘條件，進(jìn)入步驟7a)，否則進(jìn)入步驟Ia)；
[0027]7a)進(jìn)行微電網(wǎng)同期合閘操作；
[0028]8a)閉鎖微電網(wǎng)同期合閘操作，返回失敗原因，告警。
[0029]步驟6a)中，計算同期合閘越前角公式如下:
【權(quán)利要求】
1.一種微電網(wǎng)平滑同期并網(wǎng)控制方法，其特征在于:包括以下步驟: 1)根據(jù)同期平滑并網(wǎng)要求，整定同期并網(wǎng)壓差、頻差、角差、滑差、合閘導(dǎo)前時間、三相電壓不平衡度定值參數(shù)； 2)根據(jù)同期平滑并網(wǎng)要求，設(shè)置允許同期并網(wǎng)的電壓、電流總畸變率、電壓波動和閃變參數(shù)限值； 3)計算微網(wǎng)側(cè)、電網(wǎng)側(cè)三相電壓幅值、電壓差、頻率差、角差、滑差； 4)如果微網(wǎng)側(cè)、電網(wǎng)側(cè)的電壓互感器額定值不一致，進(jìn)行幅值補償； 5)如果微網(wǎng)偵彳、電網(wǎng)側(cè)不是同名電壓，存在固有相角時，進(jìn)行相角補償； 6)進(jìn)行電能質(zhì)量合格檢測，置電能質(zhì)量不合格標(biāo)志； 7)計算微電網(wǎng)三相電壓不平衡度； 8)判斷微電網(wǎng)三相電壓不平衡度是否滿足步驟I)中整定的三相電壓不平衡度，如果滿足，置三相不平衡標(biāo)志=0，否則置三相不平衡標(biāo)志=1 ； 9)并網(wǎng)一體化裝置在接收到同期并網(wǎng)命令后啟動同期判斷流程，執(zhí)行同期合閘操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電網(wǎng)平滑同期并網(wǎng)控制方法，其特征在于: 步驟9)中，并網(wǎng)一體化裝置 在接收到同期并網(wǎng)命令后啟動同期判斷流程，包括以下步驟: la)判斷步驟6)電能質(zhì)量不合格標(biāo)志是否為1，如果為1，同期并網(wǎng)失敗，返回失敗原因為電能質(zhì)量不合格，進(jìn)入步驟8a)； 2a)如果電能質(zhì)量不合格標(biāo)志=0,進(jìn)入步驟3a)； 3a)判斷微網(wǎng)側(cè)A相電壓幅值是否在有效范圍，不在有效范圍，同期失敗返回，失敗原因為電壓不在有效范圍，進(jìn)入步驟8a)； 4a)判斷微網(wǎng)側(cè)A相頻率是否在有效范圍，不在有效范圍，同期失敗返回，失敗原因為頻率不在有效范圍.進(jìn)入步驟8a)； 5a)判斷步驟8)三相不平衡標(biāo)志是否為1，如果為1，進(jìn)入三相同期并網(wǎng)檢測和調(diào)節(jié)流程；如果為0，進(jìn)入單相同期并網(wǎng)檢測和調(diào)節(jié)流程； 6a)計算同期合閘越前角，如果滿足最佳合閘條件，進(jìn)入步驟7a)，否則進(jìn)入步驟la)； 7a)進(jìn)行微電網(wǎng)同期合閘操作； 8a)閉鎖微電網(wǎng)同期合閘操作，返回失敗原因，告警。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微電網(wǎng)平滑同期并網(wǎng)控制方法，其特征在于:步驟6a)中，計算同期合閘越前角公式如下: ~=W去警G 其中，Tdtl為合閘導(dǎo)前時間，Osi為計算點的滑差角速度，Δ C0si/At為滑差角加速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電網(wǎng)平滑同期并網(wǎng)控制方法，其特征在于: 所述幅值補償針對并網(wǎng)點兩側(cè)電壓互感器額定值不一致的情況，通過解析設(shè)置的并網(wǎng)點兩側(cè)的電壓互感器額定值，自動計算幅值補償系數(shù)，進(jìn)行幅值補償。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電網(wǎng)平滑同期并網(wǎng)控制方法，其特征在于: 所述相角補償針對并網(wǎng)點兩側(cè)互感器不是同名電壓，存在固有相角時，進(jìn)行角度補償，補償角度的定值設(shè)置為:以微網(wǎng)側(cè)A相電壓為基準(zhǔn)，設(shè)為時鐘長針，指向12點鐘，系統(tǒng)側(cè)電壓為時鐘短針，指向幾點定值就設(shè)為幾。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電網(wǎng)平滑同期并網(wǎng)控制方法，其特征在于: 所述電能質(zhì)量合格檢測，計算微電網(wǎng)側(cè)的部分電能質(zhì)量指標(biāo)數(shù)據(jù)，包括電壓、電流總畸變率、電壓波動和閃變、諧波含有率指標(biāo)，如果這些指標(biāo)大于裝置設(shè)定的電能指標(biāo)限值，置電能質(zhì)量不合格標(biāo)志=1，否則置電能質(zhì)量不合格標(biāo)志=0。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微電網(wǎng)平滑同期并網(wǎng)控制方法，其特征在于: 所述單相同期并網(wǎng)檢測和調(diào)節(jié)流程:判斷A相的壓差、頻差、角差是否滿足小于同期整定的定值，如果滿足，計算合閘越前角，執(zhí)行同期并網(wǎng)命令，否則向儲能系統(tǒng)發(fā)單相同期調(diào)節(jié)命令。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微電網(wǎng)平滑同期并網(wǎng)控制方法，其特征在于: 所述三相同期并網(wǎng)檢測和調(diào)節(jié)流程:分別判斷A相、B相、C相的壓差、頻差、角差是否滿足小于同期整定的定值，如果滿足，計算合閘越前角，執(zhí)行同期并網(wǎng)命令，否則向儲能系統(tǒng)發(fā)三相同期 調(diào)節(jié)命令。
【文檔編號】H02J3/42GK103795087SQ201410057243
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年2月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月20日
【發(fā)明者】唐成虹, 鄭玉平, 譚闊 申請人:國電南瑞科技股份有限公司, 國電南瑞南京控制系統(tǒng)有限公司