[发明专利]基于分布式电源的微网控制系统

说明书

本发明属于电网建设领域，尤其涉及一种基于分布式电源的微网控制系统。包括相互电性连接分布式电源、低压配电网以及本地负荷，分布式电源通过直流母线与低压配电网以及本地负荷相互连接，分布式电源与直流母线之间设置有可变直流电压转换装置，直流母线与低压配电网以及本地负荷之间设置有交流转换装置，本发明通过提供一种基于分布式电源的微网控制系统，通过改进现有的分布式电源与低压配电网的连接方式，减少了传统分布式电源与低压配电网之间复杂的连接方式，同时，利用中央处理器的各个模块的设置，有效的对逆变模块进行控制，减少谐波的存在，另外，通过本发明提供的孤岛控制单元有效的检测孤岛现象，确保工作人员和设备使用的安全。

技术领域

本发明属于电网建设领域，涉及分布式电源，尤其涉及一种基于分布式电源的微网控制系统。

背景技术

随着人口数量的快速增加和人类社会持续、高速的发展，能源短缺和环境污染已经成为当今社会面临的重要问题。大力发展新能源，改善能源结构、缓解环境污染，已经成为世界各国的共识。拿电力行业来说，随着用电需求的上升传统集中式大电网也暴露出了一定的弊端，发展基于新能源分布式电源的微网系统是解决能源短缺的重要手段。

分布式电源根据使用技术的不同，可分为热电冷联产发电、内燃机组发电、燃气轮机发电、小型水力发电、风力发电、太阳能光伏发电、燃料电池等。微电网是在新能源分布式发电基础上新兴的前沿技术，与大电网互为支撑，是提高分布式发电供能效益的有效方式。微电网具有并网和离网(孤岛)两种运行模式。在并网工作模式下，微电网与中低压配电网并网运行，互为支撑，实现能量的双向交换。在外部电网故障或计划孤岛情况下，微电网可转为离网运行模式为微电网内部重要负荷供电。

然而，由于光伏、风力、燃料电池等分布式微源和储能装置大多通过逆变器在公共连接点并联接入微电网，因此，微电网多逆变器并联普遍存在。但由于逆变器的输出阻抗差异、连接阻抗不同、负载的非线性、控制方式不同以及微电网内部结构的多元化，在微电网逆变器并网控制、多逆变器并联控制和微电网电能质量主动控制等方面仍存在诸多技术难题，亟待突破，同时，微电网中一旦发生孤岛现象，没有及时切断分布式电源的话，对电网的维修人员和电器都可能产生致命的伤害。

发明内容

本发明针对上述的微电网在实施过程中存在的技术问题，提出一种设计合理、结构简单、成本低廉且能够有效检测孤岛现象并进行切断的基于分布式电源的微网控制系统。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明提供一种基于分布式电源的微网控制系统，包括相互电性连接分布式电源、低压配电网以及本地负荷，所述分布式电源通过直流母线与低压配电网以及本地负荷相互连接，所述分布式电源与直流母线之间设置有可变直流电压转换装置，所述直流母线与低压配电网以及本地负荷之间设置有交流转换装置，所述交流转换装置包括逆变模块以及用于控制逆变器的中央处理器，所述中央处理器包括用于采集低压配电网信号、逆变信号以及直流信号的信号采集单元、用于控制逆变模块实现交流逆变的逆变控制单元、用于实现孤岛控制的孤岛控制单元以及用于控制直流母线最大输出功率的直流母线控制单元，所述逆变模块包括从直流母线侧依次向低压配电网侧设置的直流控制电路、全桥式逆变电路以及低通滤波电路，所述分布式电源包括热电冷联产发电、内燃机组发电、燃气轮机发电、小型水力发电、风力发电、太阳能光伏发电、燃料电池中的至少两种电源。

作为优选，所述直流母线控制单元通过判断直流母线最大功率点的位置，确定追踪方式来保证直流母线的输出功率在任何情况下达到最佳值。

作为优选，所述所述逆变控制单元通过负载电流的无功分量折算出负载所需补偿的无功电流分量，再与直流母线稳压所需的有功电流分量进行重新合成，进而获得逆变电路所需的并网电流参考值，进而控制逆变模块以使从交流转换装置流向低压配电网的电流与低压配电网同压同功率。

作为优选，所述孤岛控制单元根据孤岛状态时负载电压和逆变电流的相关性并通过序列周期性以进行孤岛检测进而确定是否处于孤岛状态。