[发明专利]微电网及其不间断并网的方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种微电网，特别涉及到可以不间断运行的与市电并网的微电网及其并网方法。

背景技术

目前，通过市政电网提供电力资源的市电通常是380V、50Hz的交流电。微电网是指由分布式电源、储能装置、负载、监控和保护装置构成的能源网络。微电网通常是低压电网，既可以与市电联网运行，也可在市电故障时或需要时与市电断开而单独运行，从而保证不间断供电。因此，微电网通常是能够实现自我控制、保护和管理的独立系统。

微电网中的分布式电源通常包括光伏发电、风力发电、发电机、储电单元等。这种分布式电源是相对于传统集中供电而言，国际分布式能源联盟WADE对“分布式能源”定义：由发电系统组成，这些系统能够在消费地点或很近的地方发电，比如光伏，储能，甚至燃气发电机等。但是发电机与分布式电源的主要区别在于发电机可以长期供电。

在需要将微电网并入市电网络联网运行时，需要用到微电网并网技术。另外，在不需要将微电网并入市电网络联网运行时，例如在市电中断的情况下，微电网的发电机可以单独带负载运行，这种情况称为微电网的孤网。另外，发电机的并网是指通过发电机出口开关的合闸，把发电机与微电网连接起来，将电能输送到微电网的负载中。

图1显示了微电网的并网和孤网切换示意图。

如图1所示，微电网分为并网和孤网两个状态。在并网转向孤网时瞬间，市电断开，微电网内的原来的分布式电源作为电源向负责供电。因此微电网在孤网时可能由发电机供电，也有可能由其他分布式电源供电。其他分布式电源的特点是可作为短时供电，如光伏发电受光照和时间限制，储能受容量限制等。

在孤网时，为实现微电网供电的安全和稳定，为实现无间断并网，微电网的主电源必须为发电机。因此在其他分布式电源作为主电源的情况下，必须启动发电机并网，将发电机作为微电网的主电源。

在孤网模式下，发电机直接对负载供电，发电机可以不参照外部条件而直接输出设定的电压、频率和相角。并且，发电机对输出的频率、电压、相角进行小幅调整对负载影响不大。

在并网模式下，由于市电提供的电压、频率和相角与发电机输出的不同，如果直接将发电机输出连接到市电网络，则会发生相间短路，造成设备损坏。因此，在切换到并网模式之前，发电机需要在启动前将自身的频率、相角调节到与市电一致。

在实际应用中，根据需要可能会经常将微电网与大电网并网和断开，因而微电网会频繁在并网、孤网这两种状态之间切换。这种切换过程中，微电网的发电机可能会出现间断、停止运行等异常情况，严重时会导致发动机停机和微电网断网，然后需要花费大量的人力物力进行维修和恢复，这大大降低了微电网的稳定性和可靠性。

因此，需要一种新的技术，能够解决由微电网由孤网向并网的切换过程中发电机不间断运行的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种微电网及其不间断并网的方法。根据本发明，可以解决发电机在微电网由孤网向并网的切换过程中的不间断运行问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种微电网，该微电网包括发电机、分布式电源和负载，以及控制发电机与微电网的接通和断开的发电机出口开关，还包括：第一检测单元，设置在发电机连接到微电网的进线侧，用于检测微电网主干线的电气参数；微电网接口开关，设置在微电网与市电的连接处，用于控制微电网与市电的接通和断开；第二检测单元，设置在市电接入到微电网的进线侧，用于检测市电的电气参数；当微电网接入到市电时，发电机基于第二检测单元检测的市电电气参数将其自身的电气参数调整为与市电电气参数相同之后再接通微电网接口开关。

所述微电网还包括并网控制单元，该并网控制单元分别连接到第一和第二检测单元、发电机出口开关、微电网接口开关和发电机，用于分别从第一和第二检测单元接收数据，将数据发送给发电机以使发电机对自身的电气参数进行调整，以及从发电机接收发电机的电气参数，并据此控制发电机出口开关和微电网接口开关的接通和断开。

其中，所述并网控制单元选择性的与第一检测单元或第二检测单元接通。

其中，当所述微电网接入到市电时，所述并网控制单元接通到第二检测单元，从第二检测单元接收市电的电气参数并将其发送到发电机；当发电机的电气参数调整到与市电的电气参数的相同时，并网控制单元控制微电网接口开关接通。

其中，当发电机启动时，如果微电网已经接入到市电，所述并网控制单元接通到第一检测单元，从第一检测单元接收微电网侧的电气参数并将其发送到发电机；当发电机的电气参数调整到与微电网侧的电气参数的相同时，并网控制单元控制发电机出口开关接通。