[发明专利]一种分布式电源接网控制器及控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电力技术领域，涉及一种分布式电源接入电网的控制装置及方法。

背景技术

由于我国常规能源供给的相对不足和环境保护要求的日益提高，可再生能源的开发和利用受到了广泛的重视。我国为发展“低碳经济”提出了“节能减排”的约束性指标，与之相适应的分布式发电（distributed generation，DG）技术得到了国家的高度重视并得到了快速发展。分布式发电（DG）是指：为满足特定用户需要或支持现有配电网的经济运行，以分散式布置在用户附近，发电功率为数千瓦到数十兆瓦不等的小型模块式且与环境兼容的独立电源。它是与传统集中式供电模式完全不同的新型供电模式。发展分布式发电技术是发电系统技术进步的客观要求。第一，发展分布式发电是提高能源利用效率的必然选择。第二，推广分布式发电是改善能源结构的必然选择，增加天然气发电、煤层气发电都需要分布式发电技术，提高可再生能源比例也需要分布式发电技术。第三，发展分布式能源发电是能源安全的必要保障。

分布式电源接入对配电系统的影响：

DG的接入使配电网中各支路的潮流不再是单向流动，由于DG的接入会给整个电力系统带来深刻的影响，又因为各种形式的DG技术本身仍需要进一步研究和改进，所以从DG与传统电网连接的角度，针对含有DG的潮流分布、谐波含量、短路电流、电压稳定、电力调度、继电保护等一系列课题需要进行深入的研究。

（1）对配电网潮流的影响。传统配电网的形式为辐射形网络，系统潮流方向由电源端指向用户端。当配电网中接入DG时，系统潮流的大小和方向将受到DG接入位置和容量等因素的影响。例如风力发电机多为异步发电机，它的运行需要电力系统提供无功，这样就加重了电网的无功负荷，因此需要就近安装无功补偿装置，这样将对配电网的潮流分布产生不可忽视的重要影响。

（2）对配电网电能质量的影响。当配电网运行在稳态状况时，其电压沿潮流方向逐渐降低；一方面，当DG接入配电网后，由于分布式电源出现在用户端，稳态电压的分布规律将会改变。例如，由于风电场多以异步发电机为主，当其并网运行时，将会引起系统无功的变化，从而影响整个系统电压。另一方面，DG装置包含电力电子器件，并以逆变方式接入配电网，还会引发电压的闪变、波动等电能质量问题。为了解决这些问题，可以在DG附近增设滤波器等滤波装置，从而降低系统谐波含量，提高系统电能质量。

（3）对配电网继电保护的影响。在传统配电网中，系统线路发生故障时，短路电流为从电源端指向故障点的单向电流，又因为主馈线上所安装的保护装置为无方向三段式过流保护装置、反时限保护装置、距离保护装置的其中之一，另有重合闸装置，所以必须实时监控DG故障，当DG故障时，必须能够迅速切除DG，使其脱离电网，保证电网的安全运行。

如果在分布式电源并网之前，安装分布式电源接网控制器（distributed generation connected controller-DGCC）将能够在有效提高能源利用率和灵活性的同时，保证配电网系统的安全可靠运行，这正是目前DG大规模应用的关键问题所在。

发明内容

本发明的目的是克服分布式电源接入对配电网的不利影响，提供一种分布式电源接网控制器及控制方法，它能够补偿电网所需的无功功率，且可进行三相分别补偿，使系统无功处于平衡状态，保障电网各个部分稳定运行；而且该装置还能够抑制电压波动、闪变、谐波污染等电能质量问题。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种分布式电源接网控制器，包括电网公共接入点电压检测单元、三相变压器、连接电抗器、串联变流器、母线电容器、母线电压检测单元、并联变流器、分布式电源电压电流检测单元、系统控制器，串联变流器和并联变流器通过复合母排与母线电容器相连接，串联变流器输出端与连接电抗器连接后再与三相变压器相连接，所述的系统控制器采用DSP信号处理器；所述三相变压器采用三相星形连接的方式；所述的串联变流器采用电压控制型逆变器；所述的分布式电源电压电流检测单元采集分布式电源的三相电压及电流，三相电压参数用于电网公共接入点的电压补偿，三相电流参数用于滤除分布式电源的谐波电流。

一种分布式电源接网控制方法，该方法包括串联变流器控制方法和并联变流器控制方法，具体内容如下：

对于并联变流器部分，包括以下步骤：

步骤1，对分布式电源的三相电压信号进行采集，然后将其传送至数字锁相环，得到与分布式电源三相电压相位相同，幅值为1的正弦信号；