[发明专利]基于微电网孤岛运行的防止启动冲击电流的装置和方法

说明书

技术领域

本发明属于微电网孤岛运行技术领域，具体涉及一种基于微电网孤岛运行的防止启动冲击电流的装置和方法。

背景技术

微电网系统，既可以并接公共电网，作为电能的补充点，缓解公共电网供电压力，减少输配电损耗，又可以是一个独立的发电、配电、用电一体的微型电力系统网络。微电网系统孤岛运行时，主要由各种发电特性不同的分布式电源及大量的电力电子设备稳定系统运行，其中，分布式电源包括风力发电机、光伏发电设备等设备，通过功率控制模式(P/Q控制模式)的电力电子逆变设备，仅能将直流逆变为交流，其功率输出由一次能源的功率输入决定而与负荷功率大小无关，并且这类分布式电源通常不能担当系统主控电源。主要有两个原因：首先，此类分布式电源具有不可控、间歇性等特性，不能充电主控电源；其次，各种负载运行功率波动，此类分布式电源无法调节功率波动，所以，必须接入储能系统，通过储能PCS的V/F控制模式，为系统提供稳定的电压和频率。由此可见，微电网孤岛运行时，由于没有公共电网的支撑，系统稳定性、抗冲击能力相对比较脆弱。

从上文可知，微电网系统是通过储能PCS维持稳定运行的。由于储能系统的容量及特性等方面远远不及公共电网，所以微电网系统容量小、抗干扰、抗冲击能力差。

在实际运行过程中，发明人发现，微电网系统在孤岛运行时，当需要投入运行大功率型感性负载设备时，其启动电流是额定电流的4-8倍，甚至更大，由于瞬间启动电流过大，极易导致微电网系统崩溃。因此，如何有效解决上述问题，避免大功率型感性负载设备启动过程中对微电网系统稳定性的影响，是目前迫切需要解决的事情。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种基于微电网孤岛运行的防止启动冲击电流的装置和方法，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种基于微电网孤岛运行的防止启动冲击电流的装置，包括：公共电网状态监测单元、微电网系统状态监测单元、微电网控制器、负载控制器、电力电子设备、旁路断路器、电力电子设备状态监测单元、电力电子设备驱动单元、旁路断路器状态监测单元和旁路断路器驱动单元；

所述公共电网状态监测单元和所述微电网系统状态监测单元的输出端分别与所述微电网控制器的输入端和所述负载控制器的输入端连接；所述微电网控制器和所述负载控制器之间双向连接；

在微电网系统中，每个负载的前端均串联有一个独立的所述电力电子设备，所述电力电子设备均并联有一个独立的所述旁路断路器；所述电力电子设备状态监测单元的状态采集端与所述电力电子设备连接，所述电力电子设备状态监测单元的输出端与所述负载控制器的输入端连接；所述旁路断路器状态监测单元的状态采集端与所述旁路断路器连接，所述旁路断路器状态监测单元的输出端与所述负载控制器的输入端连接；所述负载控制器的第一输出端通过所述电力电子设备驱动单元与所述电力电子设备的控制端连接；所述负载控制器的第二输出端通过所述旁路断路器驱动单元与所述旁路断路器的控制端连接。

优选的，所述电力电子设备为绝缘栅双极型晶体管IGBT。

优选的，所述公共电网状态监测单元包括：公共电网输入电压采集单元和公共电网输入电流采集单元；所述微电网系统状态监测单元包括：微电网系统电压采集单元、微电网系统电流采集单元、微电网系统有功功率采集单元、微电网系统无功功率采集单元、各个分布式发电源的状态采集单元以及各个负载支路的工况参数采集单元。

本发明还提供一种应用上述的基于微电网孤岛运行的防止启动冲击电流的装置的方法，包括以下步骤：

步骤1，公共电网状态监测单元实时监测公共电网状态，并实时将公共电网状态分别上传给微电网控制器和负载控制器；

步骤2，微电网控制器根据所述公共电网状态，实时判断是否发生公共电网失电的情况，如果没有发生，返回步骤1，继续对公共电网状态进行监测；如果发生，则执行步骤3；

步骤3，微电网控制器基于系统配置判断是否执行微电网控制策略，如果是，则执行步骤4；否则，执行步骤5；

步骤4，微电网控制器通过微电网系统的储能PCS的V/F运行策略稳定微电网系统的电压频率，使微电网系统转入孤岛运行模式；同时，微电网控制器向负载控制器下发控制指令，命令其运行防止大电流冲击的防冲击模式；然后执行步骤5；

步骤5，负载控制器运行防冲击模式，具体方法包括：

步骤5.1，负载控制器首先切除掉在并网状态时，非工作状态的负载；