[发明专利]一种含小水电的新能源接入下多模式微电网控制器

权利要求书

1.一种含小水电的新能源接入下多模式微电网控制器，其特征在于：所述控制器可以实现多种模式下的微电网控制，包括：正常并网运行模式、风险模式、孤网运行模式和孤网转并网运行模式，所述控制器包含模式判别稳控模块、多模式决策控制、小水电优化控制模块、智能同期合闸、稳定控制、保护配置以及主站配合的功能，所述控制器包含设备监控模块、模式判别稳控模块、通信模块、协调控制模块、调度辅助决策系统，通过判断微网是否处于孤网模式，处于孤网模式下则根据功率的稳定状况控制负荷的切除量，根据联络线功率的缺额比和负荷的重要等级，对孤网模式下的风险等级进行评价，分为不同等级的风险模式，

孤网运行模式下的功率缺额△P满足：

△P＝∑P_L-∑P_G

∑P_L为用户负荷，∑P_G为微网电源出力，定义功率缺额比△P％，满足：

△P％＝△P/P_LN

其中，P_LN为用户负荷额定功率，风险等级系数α₁，α₂…α_n，满足0<α₁<α₂…<α_n<1，通过判断△P％所属区间确定所需要切除的负荷，针对不同的风险模式，按照尽可能少的切除馈线原则对负荷进行切除方案备案，通过潮流仿真得到切除负荷下的节点电压水平，若低于要求则更换切除负荷方案，直到得到最优的切除负荷方案备案；

通过判断微网所处的模式状态，对微网进行控制，当微网处于并网状态，则按照新能源最大功率跟踪出力，由公共电网维持功率平衡；当处于孤网模式下且电源源出力约等于负荷需求且储能单元拥有足够充放裕度时，由储能单元稳定电压，电源保持最大功率跟踪出力；

当孤网模式下，最大功率输出大于负荷需求且储能单元充放裕度不足，采用小水电运行方式调整后电压仍高于上限阈值时，调整微网的电源出力，脱离最大功率跟踪状态，采用下垂控制的方式来分配新能源出力，

当孤网模式下，最大功率输出小远于负荷需求且储能单元充放裕度不足，采用小水电运行方式调整后电压仍低于下限阈值时，微网电源按照最大功率跟踪输出，按照预定的风险等级的负荷切除方案备案进行负荷切除，控制微网的功率平衡和电压平衡。

2.根据权利要求1所述的含小水电的新能源接入下多模式微电网控制器，其特征在于：采集信号包括各个支路电流i_i和节点电压的测量值u_i、各个节点有功P_i及无功值Q_i、微网频率f、外部开关量的输入遥信采集、断路器的开关状态采集。

3.根据权利要求1所述的含小水电的新能源接入下多模式微电网控制器，其特征在于：在孤网转换并网或切除后线路重新并网状态下时，对同期条件进行判断，满足同期条件时控制并网，同期条件为：并网节点间电压差±10％，相角差±25°，并网系统间频率差±0.5Hz，通过监控系统采集的并网系统数据来判断是否满足同期要求，满足情况下由调度决定是否合闸并网。

4.根据权利要求1所述的含小水电的新能源接入下多模式微电网控制器，其特征在于：在收到上级多模式微网控制器指令后，对小水电发送励磁增减信号，控制小水电的有功功率输出；通过调整发电机的滞相和进相运行状态实现电压稳定，电压下降时滞相运行增加无功出力，电压上升时进相运行吸收无功出力。

5.根据权利要求1所述的含小水电的新能源接入下多模式微电网控制器，其特征在于：采用串口、以太网和CAN总线多种方式通信，通过光纤/GPRS/3G方式采集和发送数据，完成主站和子站通信。

6.根据权利要求1所述的含小水电的新能源接入下多模式微电网控制器，其特征在于：所述保护配置包含三段式相间过电流保护，包含相间方向元件，低电压闭锁元件，负序过电压闭锁元件，确保保护的正确动作。