[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

说明书

本发明公开了一种含小水电的新能源接入下多模式微电网控制器，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。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、智能同期合闸模块、设备监控模块、模式判别稳控模块、通信模块。针对孤网模式下负荷需求基本得到满足且储能单元裕度充足、负荷需求小于微网电源出力、负荷需求大于微网电源出力三种状况下的控制，实现功率平衡和电压稳定；并网模式下新能源采用最大功率跟踪控制实现新能源出力最大化；孤网转并网模式采用智能同期模块对同期条件进行判断控制合闸。

技术领域

本发明涉及微电网控制及运行技术领域，具体的说，是一种含小水电的新能源接入下多模式微电网控制器。

背景技术

微电网作为一种新形式的电网，可以充分发挥分布式能源效能、提升用户供电可靠性、削弱分布式电源冲击，从而具有较好的经济和社会效益。与此同时，由于大量新能源接入微电网所带来的出力具有的间歇性和随机性也使得为电网的电能质量控制和控制策略相对传统电网更为复杂。所造成的新问题有：由于高渗透率的新能源接入所带来的谐波；由于间歇性所带来的过电压和过电流现象；由于有源网络所带来的功率双向流动特性等。

同时，在面对极端运行情况，如极端运行天气和自然灾害时，需要确保微电网内部重要负荷的供电和大电网的稳定。一般状况下，需要将微电网作为孤网运行状态，此时为了维持内部的功率平衡和稳定，需要根据不同的运行状态对微电网进行控制。同时，在微电网并网或切除线路并网阶段，需要通过信息采集，才能满足同期并网的要求。

微电网作为新一代电网形态，其灵活多样的运行方式和高渗透率的新能源接入，灵活模式切换的微电网控制器对于新能源的友好接入和用户电能质量保证，以及尽可能小减小微电网对系统影响具有重要意义，基于此，提出了一种含小水电的新能源接入下的多模式微电网控制器。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种含小水电的新能源接入下的多模式微电网控制器，通过不同运行状态下的微电网出力情况，对微电网进行模式判别。对于处于孤网运行方式下的微电网，根据所处的运行模式来进行控制。

为了达到上述目的，本发明提供的多模式微电网控制器包含以下模块：

1)设备监控模块：用以采集各个支路节点的电气信息，用来对微网并网分布式电源出力和负荷接线进行调整以及同期合闸的电气信息测量。

2)模式判别稳控模块：在判断处于并网或孤网模式基础上，对孤网情况按照功率缺额和仿真下的负荷电压水平制定风险等级，制定相关的负荷切除预案。

3)多模式决策控制模块：根据上述模式判别模块，对微网电源和负荷接线进行调整。当处于并网状态，按照新能源最大跟踪调整微网电源出力，通过并网点维持功率平衡；处于孤网模式下，负荷需求基本得到满足且储能单元裕度充足时，电源按照最大功率跟踪出力，利用储能单元调整维持稳定；孤网下，负荷需求较小，利用下垂控制调整微网电源出力维持平衡；孤网下，负荷需求较大，根据预定风险等级负荷切除方案进行负荷切除。

4)智能同期合闸模块：在下达并网指令后，根据并网节点间的电气测量结果来判断是否满足同期要求，得以满足时进行同期合闸并网；

5)小水电优化控制器模块：根据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；

6)通信模块和保护模块：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；配置保护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等。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：