[发明专利]一种微电网保护控制系统

说明书

本发明提供一种微电网保护控制系统，包括基于中央控制器运行的孤岛检测系统、并离网切换控制系统、低电压穿越系统和群组协调控制系统；所述孤岛检测系统，将频率变化率检测引入孤岛检测算法；所述并离网控制系统，基于VF控制器输出与PQ控制器输出负反馈状态跟随控制并网转离网和离网转并网无缝切换；所述低电压穿越系统包括微电网故障保护和低电压穿越控制；所述低电压穿越控制基于动态无功电流支撑的光伏逆变器和直流电压控制器进行快速切换；所述群组协调控制系统，建立基于预测控制的微电网群协调控制优化模型，在优化模型中引入拉格朗日协调因子，用于各微电网之间输出功率的合理分配。本发明综合保护控制，提高微电网保护可靠性。

技术领域

本发明属于微电网技术领域，具体涉及一种微电网保护控制系统。

背景技术

微电网中分布式电源及负荷的即插即用使得系统拓扑结构、潮流方向灵活多变，分布式电源通常为逆变型分布式电源，其受到控制环节限流措施的约束，故障时提供的故障电流会被限制在2倍额定电流以内，这些因素对微电网继电保护提出了新的要求。

由于微电网系统本身的拓扑特点，导致现有故障诊断策略大都偏重于利用单个诊断对象的局部信息，较多的传统诊断技术仅立足于解决单个诊断对象的模型构造或相关计算方法的改进，未能从全局的角度来研究分析故障原因，所以很难提供可以直接采用的辅助决策结论，容易造成微电网保护可靠性变差。

发明内容

本发明的目的是提供一种微电网保护控制系统，综合保护控制，提高微电网保护可靠性。

本发明提供了如下的技术方案：

一种微电网保护控制系统，包括基于中央控制器运行的孤岛检测系统、并离网切换控制系统、低电压穿越系统和群组协调控制系统；

所述孤岛检测系统，将频率变化率检测引入孤岛检测算法用于储能具备和不具备孤岛检测功能的两种用户侧微电网拓扑；

所述并离网控制系统，基于VF控制器输出与PQ控制器输出负反馈状态跟随控制计划、非计划并网转离网和离网转并网无缝切换；

所述低电压穿越系统包括微电网故障保护和低电压穿越控制，微电网故障保护基于最小过电流故障集故障支路定位算法，对上级电网故障快速感知和离网时对内部故障及时响应；所述低电压穿越控制基于动态无功电流支撑的光伏逆变器和直流电压控制器进行快速切换，防止电压跌落期间光伏系统过流脱网；

所述群组协调控制系统，建立基于预测控制的微电网群协调控制优化模型，在优化模型中引入拉格朗日协调因子，用于各微电网之间输出功率的合理分配。

优选的，执行计划内并网转离网控制时，由并网协调控制将联络线功率调至接近零，以减少并网转离网时能量失衡导致的电压和频率波动，然后将储能主电源由PQ控制模式转为VF模式，并快速切断PCC开关，实现离网运行控制；当检测到配电网电压或频率异常时，执行计划外并网转离网控制，储能主电源由PQ控制模式转为VF模式，并快速切断PCC开关，实现离网运行控制。

优选的，执行离网转并网控制，储能主电源调节输出的端电压与电网一致后，合上并网开关并退出VF控制模式。

优选的，非计划并转离电压波动范围在±10％内，频率波动范围在±1.0Hz，切换时间在30ms内。

优选的，快速切换为正常情况下，逆变器输出电流与电网电压同频同相；电压跌落时，BOOST电路由MPPT控制切换为恒压控制，换流电路由电压电流双控控制切换为电流单环控制。

优选的，所述中央控制器采用基于stm32F407控制芯片设计系统，所述stm32F407控制芯片连接有：

人机界面模块，用于显示设备运行状态、自定义运行参数以及查看日志；

终端通信模块，用于微电网中央控制器与一体化终端的相互通信；