[发明专利]一种微电网离网切换到并网的控制系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电网领域，尤其涉及一种微电网离网切换到并网的控制系统及控制方法。

背景技术

相比常规的集中供电电站，分布式发电具有以下优势：没有或很少输配电损耗；无需建设变电站和配电站，避免或延缓增加输配电成本；土建和安装成本低；各电站相互独立，用户可自行控制，不会发生大规模供电事故，供电的可靠性高；可进行遥控和监测区域电力质量和性能；大量减少环保压力等。

随着分布式发电的迅猛发展，微电网作为一种新型的配电解决方案被提出，它将多种分布式电源、负荷、储能有效组织起来，既可以与外部主电网并网运行，也可以离网运行，是一种分布式发电的高级结构形式，得到越来越广泛的重视。

微电网是解决分布式发电无缝接入主电网的重要途径，储能系统则是建立微电网不可或缺的单元，为负荷提供平稳电力，提高用电可靠性；削峰填谷，改善微电网电能质量；解决了微电网中的风电、光电不可控、波动性大的难题。传统储能系统中的储能变流器主要以并网运行为主，随着分布式发电和微电网技术的发展，要求储能变流器不但可以与主电网连接工作于并网模式，也可以工作于离网模式单独为本地负载供电。两种工作模式的平滑切换，可以保证对微电网内重要负荷供电的可靠性，对主电网的安全稳定运行也具有重要作用。然而现有技术中，微电网在离网到并网两种工作模式之间切换时，可能会出现短时断电的情况，供电可靠性差。

储能双向变流器离网运行时工作在电压源模式，一般由输出功率稳定且容量较大的电源担负组网电源，为负载提供恒定的电压及频率；并网运行时工作在电流源模式，根据系统调度指令控制输出电流。储能双向变流器如何在以上两种模式之间进行平滑切换，使得微电网的运行模式切换对负载及电网的扰动最小，是本发明亟需解决的问题。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明目的是：提供一种微电网离网切换到并网的控制系统，能够实现离网到并网的无缝平滑过渡，有效减小切换过程中电流的冲击。

为了解决背景技术中的技术问题，本发明提供了一种微电网离网切换到并网的控制系统，包括储能双向变流器、并网开关及控制器，其中，并网开关的一侧与主电源的输出端相连，另一侧与所述储能双向变流器的输出端相连，所述储能双向变流器的输出端还与所述控制器相连，微电网运行在离网模式时，若控制器接收到并网指令，则控制器同期调节并网开关的主电网侧与微电网侧的电压达到一致；闭合并网开关后，所述储能双向变流器由电压源模式切换为电流源模式且保持当前功率不变；当并网时间达到设置的延迟时间后，所述储能双向变流器根据系统调度指令输出有功功率和无功功率，完成离网到并网模式的切换。

所述储能双向变流器在微电网并网模式运行时根据系统调度指令进行交直流电能的转换，在离网模式运行时将存储的直流电转化为交流电为负载供电。

本发明还提供了一种基于上述微电网离网切换到并网的控制系统的控制方法，包括以下步骤：

S1、运行在离网模式的微电网中的控制器接收并网指令，根据并网开关的主电网侧的电压调节并网开关另一侧的微电网侧的输出电压幅值、相位及频率，使微电网侧与主电网侧的电压幅值、相位及频率一致；

S2、闭合并网开关，储能双向变流器由电压源模式切换为电流源模式，且保持当前的功率不变；

S3、当并网时间达到设置的延迟时间后，储能双向变流器根据控制系统调度指令输出有功功率和无功功率，完成离网到并网模式的切换。

步骤S1中由储能双向变流器调节所述微电网侧的输出电压幅值、相位及频率。

步骤S3中所述的并网时间从检测到并网开关闭合起算，在并网时间内所述并网开关保持闭合。

步骤S1中控制器接收并网指令前，所述储能双向变流器运行在电压源模式，为微电网提供恒定的电压及频率。

步骤S2中并网开关闭合后，若检测到并网开关已闭合，则所述储能双向变流器从电压源模式切换到电流源模式，若未检测到并网开关闭合，则所述储能双向变流器保持电压源模式。