[发明专利]电力系统可靠性运行管理控制系统

说明书

技术领域

本发明属于微电网能量管理技术领域，具体涉及一种电力系统可靠性运行管理控制系统。

背景技术

电网规模日益扩大,电网事故的后果也越来越严重，电力系统的可靠性和风险问题受到了 越来越多的关注。微电网将发电系统、储能系统和负荷相结合，通过相关控制装置之间的配 合，可以同时向用户提供电能和热能，并能够适时的有效支撑起大电网，起到消峰填谷的作 用。但是，面对微电网的接入，对大电网也存在着冲击，面临严重的电压品质问题；如大功 率负载投切引起全网电压波动，对用电设备造成冲击影响；推进变频器等电力电子变流装置 向主网引入谐波干扰，对并网运行的敏感负载造成影响。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种电力系统可靠性运行 管理控制系统，通过分层的控制策略，上层控制和下层控制，完成微电网在多个工作模式之 间的切换。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种电力系统可靠性运行管理控制 系统，其特征在于,包括整流发电机组、飞轮机组、负载和控制模块，市电通过可控整流器 向整流发电机组提供直流电，整流发电机组发出的直流电经过总开关传送至直流母线，向飞 轮机组和负载供电，飞轮机组并联于直流母线上，控制模块通过采集系统工作参数控制飞轮 机组的工作模式切换。所述飞轮机组包括三相全控桥逆变电路、直流并联电容、储能电机和 飞轮，直流并联电容并联于直流母线上，三相全控桥逆变电路驱动储能电机，飞轮直接耦合 在电机转子上，三相全控桥逆变电路的各桥臂开关管的开断由控制模块控制。所述控制系统 还包括三相全控桥逆变电路故障诊断电路，三相全控桥逆变电路各相的中节点通过分压和限 流电阻连接一个运算放大器，运算放大器的输出端连接光电耦合器，桥臂上其中一个开关管 开关信号和光电耦合器的输出端送入逻辑“与”运算器，光电耦合器的输出端经过逻辑“非” 后与另一个开关管的开关信号送入逻辑“与”运算器输出。所述整流发电机组包括直流电动 机DM、起动器、十二相同步整流发电机SG和一套负责监视、控制机组运行的集控台组成， 直流电动机DM励磁绕组串联了可调电阻，电阻值可手动控制，通过调节电机DM励磁电流， 实现转速调节，以拖动12相整流发电机SG至额定转速，再通过外接直流电源手动调节12相 发电机SG励磁，以控制发电机输出的直流电压。所述控制模块包括采样调理电板、主控制板、 供电电源板和显示终端，采样调理电板包括传感器和放大调理电路，主控制板包括了STM32 和FPGA两块控制芯片，STM32控制采样调理电板的数据采样、打包上传、DC-AC变换控制， FPGA根据采集到的传感器数据，控制各个继电器的开合实现飞轮储能系统的工作模式切换。 所述传感器采样数据包括储能电机的两相线电流、直流母线电压和飞轮转速。

发明有益效果是:本发明通过各变换器的协调控制，在各模式之间切换，以维持母线电 压的恒定，实现能量的平衡，保证系统的正常运行。

附图说明

下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1是本发明的具体实施方式的飞轮储能装置结构图。

图2是本发明的具体实施方式的微电网的结构图。

图3是本发明的具体实施方式的变流器故障诊断电路。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、 构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用 方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更 完整、准确和深入的理解。

本发明的微电网采用飞轮储能来调节电网波动，微电网包括整流发电机组、飞轮机组、 负载和控制模块组成，图1为本发明的飞轮储能装置结构图，飞轮储能装置包括变流器、异 步电机和飞轮部分组成，飞轮储能装置并联于直流母线，由变流器驱动储能电机，飞轮直接 耦合在电机转子上，变流器采用三相全控桥拓扑结构，能够实现能量的双向流动，由于飞轮 储能装置的设计要求电机具备较强的瞬时过载能力、较长的稳定使用寿命和较大的转速波动 范围，选用结构简单、维护方便、可靠性强、能量密度高的龙型异步电机，大直径钢质飞轮 可以增大转动惯量，因此本发明采用大直径钢质飞轮。