[发明专利]用于微电网的智能开关装置、控制系统以及控制方法

说明书

本发明提供了一种用于微电网的智能开关装置、控制系统以及控制方法，所述智能开关装置包括：主路开关模块，被配置为通过闭合或断开对应的将微电网与主电网连通或断开；信号检测器，被配置为检测开关两侧的微电网和主电网的电压信号以及流经主路开关模块的电流信号；中央控制器，被配置为根据信号检测器的检测结果控制主路开关模块闭合或断开，使微电网在并网运行模式和孤网运行模式之间进行切换。

技术领域

本发明涉及微电网控制系统技术领域，具体地讲，涉及一种用于微电网的智能开关装置、控制系统以及控制方法。

背景技术

微电网系统是通过公共连接点(point of common coupling，PCC)与主电网建立联系并以此工作在并网和孤网两种运行工况之间的。正常情况下，PCC点闭合工作在并网模式下，此时微电网与主电网整体功率平衡的含义为：若微电网输出功率大于本地负载功率的要求，则其在对本地负载供电的同时，多余差额将通过PCC点馈送电网；当受自然因素的影响下，其输出功率不能满足系统负载的需求，则缺失差额将由主电网补充。但如果主电网出现故障或局部电价调整等情况发生时，就需要PCC点断开使微电网工作在孤网运行模式下。

由孤网运行模式切换至并网运行模式时，需要对微电网中的逆变器输出电压的幅值与相位进行与主电网电压进行同步，并在同步完成后，微电网下发切换开关导通的控制信号。由并网运行模式切换至孤网运行模式时，微电网将控制分布式电压源由电流源控制切换到电压源控制，同时下发指令使开关断开进行模式切换。

现有技术中，微电网和主电网的连接开关只是机械的硬件设备，例如接触器或断路器等，开关速度动作响应慢，可靠性不高，并且只能是在微电网发生短路故障时进行断开，不能智能预判微电网侧的相关故障和异常的电网电能质量来进行切断微电网和主电网的连接。如果主电网电能质量超标或电压、频率出现异常，那么将会导致微电网内的装置出现异常和故障。

发明内容

本发明提供了一种用于微电网的智能开关装置、控制系统以及控制方法，通过集成中央控制器和大功率的晶闸管模块组成智能开关装置，实现了微电网的并网运行与孤网运行之间的智能切换，提高了微电网的动态响应性能。

本发明的一方面提供了一种用于微电网的智能开关装置，所述智能开关装置包括：主路开关模块，被配置为通过闭合或断开对应的将微电网与主电网连通或断开；信号检测器，被配置为检测主路开关模块两侧的微电网和主电网的电压信号以及流经主路开关模块的电流信号；中央控制器，被配置为根据信号检测器的检测结果控制主路开关模块闭合或断开，使微电网在并网运行模式和孤网运行模式之间进行切换。

优选地，所述主路开关模块被配置为包括双向晶闸管模块和与双向晶闸管模块驱动连接的晶闸管驱动板。

优选地，所述中央控制器被配置为：计算检测的主路开关模块两侧的微电网和主电网的电压信号的电压差，并当电压差在允许的误差范围内时控制将所述主路开关模块闭合，所述电压差包括电压的幅值差、相位差和频率差；或/和，当确定流经主路开关模块的电流小于阈值时，控制将所述主路开关模块断开。

优选地，所述智能开关装置还包括：旁路负荷隔离开关模块，包括多个旁路开关，所述多个旁路开关一一对应与所述主路开关模块中各开关并联，各多个旁路开关被配置为在所述主路开关模块发生故障时闭合；框架断路器，被配置为在所述主路开关模块与主电网之间，并在微电网发生短路时断开。

本发明的另一方面提供了一种用于微电网的控制系统，包括微电网控制器以及如上所述的智能开关装置，所述智能开关装置与所述微电网控制器连接，所述智能开关装置的中央控制器接收微电网控制器发送的开关闭合和/或断开的指令，并根据所述智能主路开关模块的信号检测器的检测结果使所述智能开关装置的主路开关模块闭合或断开来控制微电网的并网运行或孤网运行。