[实用新型]微电网保护协调控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种微电网保护协调控制器，属于电力系统控制技术领域。

背景技术

微电网存在并网和孤岛这两种运行模式，当微电网处于并网运行模式时，潮流可以双向流动；也可以脱离电力系统独立运行，通常称为孤岛运行模式，此种运行方式下，微电网独立向内部负荷供电。相对应地，微电网有四种运行状态：两种稳定运行状态：并网运行状态和孤网运行状态；两种暂态运行状态：并网切换暂态和孤网切换暂态。

微电网的暂态特性较为复杂，与其内部的分布式电源特性、负荷特性、储能系统特性密切相关。例如，光伏、风力发电这一类的自然能源不可调度，且这类发电不同于传统发电机，它的输出是逆变器这一类电力电子设备，这就决定了风、光发电微电网系统缺少惯性，不利于系统稳定运行。能够独立运行的自然能源微电网要配置一定容量的储能。另外，微电网在与电力系统并网运行时，还与电力系统相互作用，直接影响微电网和电力系统的稳定性。因此，微电网的稳定运行需要完善的稳定控制系统。

以往微电网稳定主要靠逆变器本身调节（下称自主控制），逆变器通过采集系统电气量，发现电气量变化，判断出微电网负荷波动或突然与电力系统断开。微电网负荷波动或突然与电力系统断开，即发生非计划孤岛，为了维持微电网电压、频率，需要有一台储能逆变器立即响应微电网运行模式的变化，为微电网系统提供电压和频率的参考值，并且同时平衡微电网内部有功和无功的供需。

自主控制的缺点是：

1、控制滞后。逆变器通过采集系统电气量，判断微电网电气量变化的时候，微电网已在功率不平衡状态下运行，并且已呈现P、V、Q、f等参数向不稳定方向发展，这种控制是滞后的。

2、响应速度无法保证微网系统稳定性。从测量判断到响应，逆变器实现输出调整的时间大约为100ms。在并网点功率交换比较大的情况下，微电网与电力系统突然断开，其功率的不平衡可以导致在几十毫秒内，微电网就会失去稳定。

因此，仅靠逆变器的调控维持微电网稳定，不是完善的解决方案。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提出一种可以对微电网状态变化实时控制的微电网保护协调控制器，该控制器能够实现微电网并网到孤网以及孤网到并网的平滑切换。

本实用新型为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种微电网保护协调控制器，包括总线背板、CPU插件、交流采样插件、数据处理插件、GOOSE插件和开入开出插件，所述CPU插件、交流采样插件、数据处理插件、GOOSE插件和开入开出插件均插接在总线背板上，所述交流采样插件、数据处理插件、GOOSE插件和开入开出插件均通过CAN总线与CPU插件连接。

对上述技术方案的完善是：还设有用于人机交互并显示交互结果的人机接口插件，所述人机接口插件插接在总线背板上，并通过CAN总线与CPU插件连接。

对上述技术方案的进一步完善是：所述CPU插件为两个，两个CPU插件分别用于微电网的区域控制和本地元件的保护。

本实用新型带来的有益效果是：本实用新型通过对微电网和并网点电气量的数据采集和处理，可以预判微电网的状态变化，实现对微电网状态变化的实时控制，从而实现微电网并网到孤网以及孤网到并网的平滑切换。本实用新型采用双CPU的处理机制，将保护和控制任务由两个处理器分别处理，利用微电网多点电气信息，构建全网数据共享，实现微电网区域控制和本地元件保护的相互协调，响应速度快。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的微电网保护协调控制器作进一步说明。

图1为本实用新型实施例一的结构示意图。

具体实施方式

实施例一

本实施的微电网保护协调控制器，包括总线背板7、CPU插件4、交流采样插件2、数据处理插件1、GOOSE插件5和开入开出插件3，其中CPU插件4、交流采样插件2、数据处理插件1、GOOSE插件5和开入开出插件3均插接在总线背板7上，交流采样插件2、数据处理插件1、GOOSE插件5和开入开出插件3均通过CAN总线与CPU插件4连接。

本实施例还包括用于人机交互并显示交互结果的人机接口插件6，人机接口插件6也插接在总线背板上，并通过CAN总线与CPU插件4连接。

本实施例的总线背板7，实现内部板间数据传输，所有的功能插件板通过标准的哈丁端子与母板连接，并按照CPU数据总线不出背板的原则，设计出背板与插件间的数据传输采用CAN总线传输，主要作用是为内部数据交互提供通信信道，可有效保证采样数据在各插件之间传输的实时性及可靠性。