[发明专利]一种微电网并网与离网控制系统

权利要求书

1.一种微电网并网与离网控制系统，其特征在于，微电网由微型电源和负荷以及并网开关构成，微电网在公共连接点PCC通过一个静态开关来与外部电网Grid隔离开来，当静态开关闭合的时候，微电网进入并网运行状态，当静态开关打开的时候，微电网进入孤立运行状态，在PCC处装有功率控制器，控制整个微电网与外部电网之间的功率交换。

2.如权利要求1所述的微电网并网与离网控制系统，其特征在于，微网的运行方式包括离网模式、并网模式以及离网并网模式之间的切换过程；离网模式储能采用V/f控制建立并维持系统的电压与频率，储能的输出电压取自系统预设值，经滤波电容电压环、滤波电感电流环双环控制后产生储能控制器的PWM信号；在并网运行模式下，配电网提供微网的电压及频率支撑，储能控制器采用PQ控制，根据系统的需要向配电网吸收或输出一定的有功/无功功率，以维持特定条件下微网与配电网连接处PCC的功率潮流稳定，滤波电容电压环、滤波电感电流环双环控制的基础上，增加功率外环，由给定的Pc、Qc指令依次控制两个内环；

离网/并网模式无缝切换微网离网运行时，当接收到并网调度指令，微网将切换至并网运行模式，快速准确的电网状态检测以及电压同步控制可以减少并网冲击，实现模式的平稳切换；

微网并网运行时，当计划检修或配电网出现故障时，微网将切换至离网运行模式；微网运行模式切换时，储能控制策略相应改变，当采用PQ控制时，储能控制器采用三环控制方式，利用功率控制环产生滤波电容电压环的d-q轴分量参考值vdref、vqref，并进行电压前馈，当采用V/f控制时，vdref、vqref值由系统预设，vdref、vqref经滤波电容电压环、滤波电感电流环产生储能控制器的PWM信号。

3.如权利要求2所述的微电网并网与离网控制系统，其特征在于，功率接口是用来连接/断开分布式发电单元与微网,并为线路电量测量提供接口的硬件接口,由线路开关和电量传感器组成，功率接口是互联接口的基础部分,功率接口是单相二/三线或者三相三/四线,该接口包括手动开关、断路器、控制接触器、电压/电流测量部分，功率接口还包括将传感器测量的电压/电流信号以及断路器状态,上送至信息接口;以及接收信息接口发出的控制信号,控制并网接触器。

4.如权利要求3所述的微电网并网与离网控制系统，其特征在于，信息接口包括:采集电压、电流和其他参数的测量信息;发送/接收输入/输出信号的控制信号;分布式电源和微网的信息，

信息接口还包括输入信息和输出信息两大类信息，输入信息包括:来自功率接口的传感器信号与开关状态信号;来自本地分布式电源和其他设备的通信信号;从键盘上输入的手动控制命令，输出信息包括:发送到开关连接/断开设备的控制信号;发送到分布式电源和微网的通信信号;显示面板上的监视信号。

5.如权利要求4所述的微电网并网与离网控制系统，其特征在于，接口互联单元的功能模块通过微处理器实现，功能模块包括：

1)频率、电量的数据计算、显示、传输，

2)继电保护:欠压保护、过压保护、过频率保护、低频率保护，

3)同步:将测得的微网电压和频率与分布式电源输出电压和频率进行比较,当微网与分布式电源的电压和频率分别足够接近时,模块将对互联单元载流设备发出合闸命令，如果电压和频率相差大、无法并网时,互联单元便将微网的电压和频率信号发送给分布式电源,分布式电源据此对本身电压和频率进行调节,以使电压和频率达到并网要求，

4)反孤岛:与分布式电源控制单元进行协调与通信，

5)控制:控制功率因数以提高电压调节性能，通过本地和远程通信进行调节，

6)能量管理:调节分布式电源基于日能量率的尖峰抑制或基础负荷，

7)电能质量:对分布式电源并入微网的公共耦合点的电能质量进行分析,如果电能质量没有达到标准的要求,互联单元将发出断开分布式电源连接的命令。

6.如权利要求5所述的微电网并网与离网控制系统，其特征在于，三相全桥并网逆变器的主电路包括：直流侧电感Ld与电容Cd构成了直流侧滤波器，6个IGBT开关管构成三相全桥逆变电路，电感L1、L2与电容Cf构成三相输出LCL滤波器，Vd为直流侧电压，r为LCL滤波器的等效串联电阻，I1为流经L1的相电流，I2为流经L2的相电流，Vc为电容Cf电压，Vs为电网电压，Vi为逆变桥输出电压，逆变器输出的实时有功功率P与参考值Pref作比较得到差值ΔP，实时有功功率Q与参考值Qref作比较得到差值ΔQ,对ΔP和ΔQ分别进行PI控制输出电流直轴分量参考值idref和交轴分量参考值iqref,idref和id差值通过比例积分控制输出脉宽调制系数d轴分量Pmd，iqref和iq差值通过比例积分控制输出脉宽调制系数q轴分量Pmq，逆变驱动信号生成模块根据Pmd和Pmq以及PWM算法生成逆变器驱动信号驱动逆变器开关管导通和关断，控制逆变器工。