[发明专利]直流微网支路联动控制系统及方法

说明书

本发明提供一种直流微网支路联动控制系统及方法。直流微网支路联动控制系统包括：检测单元，对连接到直流微网母线的每个支路进行实时电压检测和电流检测；控制器，针对检测的电压和电流进行频率分析和阈值分析，基于所述频率分析和阈值分析来判断直流微网中出现的故障，并且基于所述故障进行多个支路的联动控制；以及支路联动机构，在控制器的控制下对系统中的支路执行联动保护。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体地说，本发明涉及一种直流微网支路联动保护控制系统及方法。

背景技术

随着光伏发电项目增多、电动汽车充电站的大量应用、锂电池后备电站的大量应用，直流系统以及直流微电网的应用也越来越多，然而直流保护相对交流保护要求速度快，保护可靠，其实现难度较大。直流微电网也是最近几年刚刚兴起，其保护理论以及保护方法还不如交流保护系统完善成熟。

直流微电网近几年刚刚兴起，所以从控制理论到具体实现方式、设备都存较多不足。如在直流保护方法上，现有技术中大多采用的是电压和电流阈值保护方法，对于不同工况不能准确的区分，易出现误动作；另外，现有技术还利用电流和电压斜率法，这种方法较阈值法使情况有所改善，误判情况有所下降，但是对于一些高速的负荷变化也易产生误判。此外，这些方法只针对特定故障情况进行处理，没有考虑到整体微电网的联动控制。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了新的故障判别方法、实现方式，以及具体的控制系统。针对直流微电网应用的特点提出了一种基于频率特性进行故障判别的方法，针对直流微电网应用的特点提出了直流微网中多支路同时联动的控制策略，并基于以上提出了具体的控制系统。

一种直流微网支路联动控制系统，包括：检测单元，对连接到直流微网母线的每个支路进行实时电压检测和电流检测；控制器，针对检测的电压和电流进行频率分析和阈值分析，基于所述频率分析和阈值分析来判断直流微网中出现的故障，并且基于所述故障进行多个支路的联动控制；以及支路联动机构，在控制器的控制下对系统中的支路执行联动保护。

控制器执行的所述频率分析可通过对实时采集的每个支路的电压信号和电流信号进行实时快速傅里叶变换分析，来得到直流分量和高频分量。

控制器执行的所述频率分析可对所述高频分量进行预先判断，然后对直流分量进行判断。

当控制器执行的所述频率分析确定所述高频分量出现突变并且控制器执行的所述阈值分析确定所述直流分量的幅值超过预定阈值时可确认出现故障。

所述控制器可根据当前各支路的运行情况，控制所述支路联动机构切除故障支路并调节其余支路的负载分配和母线电压。

一种直流微网支路联动控制方法，包括：对连接到直流微网母线的每个支路进行实时电压检测和电流检测；针对检测的电压和电流执行频率分析和阈值分析；基于所述频率分析和阈值分析来判断直流微网中出现的故障；当判断出现故障时对系统中的支路执行联动保护。

所述方法中，所述频率分析可通过对实时采集的每个支路的电压和电流信号进行实时快速傅里叶变换分析，来得到直流分量和高频分量。

所述方法中，所述频率分析可对所述高频分量进行预先判断，然后对直流分量进行判断。

所述方法中，当通过所述频率分析确定所述高频分量出现突变并且通过所述阈值分析确定所述直流分量的幅值超过预定阈值时确认出现故障。

所述方法中，可根据当前各支路的运行情况，切除故障支路并调节其余支路的负载分配和母线电压。

本发明所提供的直流微网支路联动保护控制系统可提供如下优点：提出一种新的直流故障检测方法，与其他保护方法相配合使用，可以更加快速准确的实现故障判断；提出一种联动的直流微网支路控制结构，其应用到直流微电网中使直流微网控制更加高效可靠。

附图说明