CN113541297A - 一种基于新能源微电网逆功率保护方法及*** - Google Patents

一种基于新能源微电网逆功率保护方法及*** Download PDF

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CN113541297A CN202110619484.8A CN202110619484A CN113541297A CN 113541297 A CN113541297 A CN 113541297A CN 202110619484 A CN202110619484 A CN 202110619484A CN 113541297 A CN113541297 A CN 113541297A
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Abstract

本发明提出一种基于新能源微电网逆功率保护方法及***，包括以下步骤：S1，实时判断市电是否断开，若是进行S2，若否，保持当前工作状态；S2，启动发电机组供电，再判断新能源微电站的输出功率是否大于或等于负荷的消耗功率，若否，保持当前工作状态并给储能单元充电，若是，进行S3；S3，发电机组停止供电，储能单元作为临时电源对负荷供电；S4，判断新能源微电站的输出功率是否大于或等于负荷的消耗功率，若否，进行S5，若是，保持当前工作状态；S5，判断储能单元的电量是否小于或等于阈值，若是，返回S2，若否，保持当前工作状态。本发明使应急电源车能够基于分布式新能源微电网逆功率自动适应，减少人力以及资源的浪费。

Description

一种基于新能源微电网逆功率保护方法及***
技术领域
本发明涉及新能源微电网技术领域，尤其是一种基于新能源微电网逆功率保护方法及***。
背景技术
随着国家节能环保政策的不断出台，太阳能、风能等新型能源作为一种可再生的、清洁无污染的能源，其应用的范围越来越广。但是小型的并网新能源在市电断电的情况下无法独立的进行供电。
现阶段人们对于电力的供应要求也越来越高，在保障供电质量的同时，供电的稳定性也一直是客户所以关注的问题。因此，供电可靠性成为衡量供电企业服务质量的重要指标。应急电源车作为流动的备用电站，已广泛运用于各个行业及地区。
当市电断电时，光伏电站、水电站等新能源微电站停止工作，居民停电，此时需要用应急电源车进行电力供应。当应急电源车作为电源使用后，光伏电站、水电站等新能源微电站重新开始工作。此时如果新能源微电站发电功率大于实际使用功率后，应急电源车上的发电机组会被当作电动机，从而引起发电机组逆功率保护停机，停机断电后新能源微电站再次停止工作，负荷再次断电。目前对这种问题是在应急电源车使用前把所有的新能源微电站全部关闭，然后在使用应急电源车，待市电恢复后在把新能源微电站投入。这种处理方式造成了人力与资源的浪费。
发明内容
本发明解决了现有普通发电机组在临时供电的过程中出现逆功率保护停机而造成地区长时间停电的问题，提出一种基于新能源微电网逆功率保护方法及***，使应急电源车能够基于分布式新能源微电网逆功率自动适应，减少人力以及资源的浪费。
为实现上述目的，提出以下技术方案：
一种基于新能源微电网逆功率保护方法，包括以下步骤：
S1，实时判断市电是否断开，若是进行S2，若否，保持当前工作状态；
S2，启动发电机组供电，再判断新能源微电站的输出功率是否大于或等于负荷的消耗功率，若否，保持当前工作状态并给储能单元充电，若是，进行S3；
S3，发电机组停止供电，储能单元作为临时电源对负荷供电；
S4，判断新能源微电站的输出功率是否大于或等于负荷的消耗功率，若否，进行S5，若是，保持当前工作状态；
S5，判断储能单元的电量是否小于或等于阈值，若是，返回S2，若否，保持当前工作状态。
本发明在整个供电过程中能够有效的防止因为负荷侧的新能源微电站造成发电机组逆功率保护停机而使供电中断的发生；并且节能环保，有效的利用资源减少人力的浪费，本发明在供电的过程中能取得很好的使用效果。
一种基于新能源微电网逆功率保护***，适用于上述的一种基于新能源微电网逆功率保护方法，包括发电机组、机组输出断路器、新能源微电站、市电电源、负荷和逆功率保护装置，所述发电机组通过机组输出断路器与逆功率保护装置电连接，所述新能源微电站、市电电源和负荷分别与逆功率保护装置电连接，所述逆功率保护装置、新能源微电站、市电电源与负荷供电连接。
所述新能源微电站、市电电源和负荷分别与逆功率保护装置电连接，此时逆功率保护装置用于采集新能源微电站、市电电源的发电功率以及负荷的消耗功率。所述逆功率保护装置、新能源微电站、市电电源与负荷供电连接，发电机组能够通过逆功率保护装置对负荷进行供电，同时新能源微电站和市电电源能够对负荷进行供电。当逆功率保护装置采集到市电电源功率为0时，此时市电断电，新能源微电站也因市电断电而停止供电，逆功率保护装置闭合机组输出断路器启动发电机组，此时发电机组作为备用电源，新能源微电站逐步开始工作，当逆功率保护装置检测到新能源微电站的发电功率小于负荷的消耗功率时，发电机组持续供电并且把一部分电储存在逆功率保护装置，新能源微电站检测到电源会持续供电；当逆功率保护装置检测到新能源微电站的发电功率大于负荷的消耗功率时，逆功率保护装置断开机组输出断路器，并且关闭发电机组，此时逆功率保护装置作为临时电源被新能源微电站检测从而能够持续供电；此后若新能源微电站的发电功率逐步减小，小于负荷的消耗功率后，逆功率保护装置作为临时电源供电，在检测到逆功率保护装置自身存储的电能不足时，逆功率保护装置启动发电机组，闭合发电机组的输出断路器，发电机组作为临时电源供电。本发明在整个供电过程中能够有效的防止因为负荷侧的新能源微电站造成发电机组逆功率保护停机而使供电中断的发生；并且节能环保，有效的利用资源减少人力的浪费。本发明在供电的过程中能取得很好的使用效果。
作为优选，所述逆功率保护装置包括：
控制单元，所述控制单元电连接有检测单元和双向变流器，所述控制单元与发电机组和机组输出断路器电连接；
检测单元，所述机组输出断路器的一端和双向变流器的一端并接于检测单元，所述检测单元新能源微电站、市电电源和负荷电连接；
双向变流器，所述双向变流器的另一端电连接有储能单元。
市电电源断电时，当检测单元采集到市电电源功率为0，新能源微电站也因市电断电而停止供电，控制单元闭合机组输出断路器启动发电机组，此时发电机组作为备用电源，新能源微电站逐步开始工作；
检测单元采集新能源微电站、市电电源的发电功率以及负荷的消耗功率，当逆功率保护装置检测到新能源微电站的发电功率小于负荷的消耗功率时，发电机组持续供电并且通过双向变流器给储能单元充电，把一部分电储存在逆功率保护装置，新能源微电站检测到电源会持续供电；
检测单元检测到新能源微电站的发电功率大于负荷的消耗功率时，控制单元断开机组输出断路器，并且关闭发电机组，此时储能单元作为临时电源被新能源微电站检测从而能够持续供电；
此后若新能源微电站的发电功率逐步减小，且小于负荷的消耗功率后，储能单元作为临时电源对负荷供电，检测单元检测到储能单元电能不足时，控制单元启动发电机组，闭合发电机组的输出断路器，发电机组作为临时电源供电。
作为优选，所述发电机组和逆功率保护装置设置在应急电源车上。
作为优选，所述储能单元包括锂电池、铅酸电池和电力电容。
作为优选，所述检测单元包括开关W1、开关W2、开关W3、运算放大器Z1、运算放大器Z2、运算放大器Z3和运算放大器Z4，所述新能源微电站的功率信号发出端通过开关W1连接到运算放大器Z2的正相输入端以及运算放大器Z3的反向相输入端，所述负荷的功率信号发出端通过开关W2连接到运算放大器Z2的反向相输入端以及运算放大器Z3的正相输入端，所述市电电源的功率信号发出端连接到运算放大器Z1的反向相输入端，运算放大器Z1的正向相输入端接有恒压V0，运算放大器Z1的输出端与开关W1、开关W2控制连接，当运算放大器Z1输出高电平时，开关W1和开关W2关闭，当运算放大器Z1输出低电平时，开关W1和开关W2打开，运算放大器Z1的输出端连接到控制单元，所述双向变流器通过开关W3连接到运算放大器Z4的反向相输入端，所述运算放大器Z3的输出端与开关W3控制连接，当运算放大器Z3输出高电平时，开关W3关闭，当运算放大器Z3的输出低电平时，开关W3打开，所述运算放大器Z4的正向相输入端接有恒压V1，运算放大器Z4的输出端连接到控制单元，所述发电机组内置启动开关W0，所述控制单元与启动开关W0和机组输出断路器控制连接，当控制单元只接收到1个高电平或接收到2个低电平信号时，控制开关W0和机组输出断路器打开，当控制单元接收到1个低电平和1个高电平时，控制单元控制开关W0和机组输出断路器闭合。
作为优选，所述恒压V0的取值范围为0.01V到1V。
作为优选，所述恒压V1的取值范围为0.2V3到0.3V3之间，V3为储能单元正常工作电压。
本发明的有益效果是：本发明在整个供电过程中能够有效的防止因为负荷侧的新能源微电站造成发电机组逆功率保护停机而使供电中断的发生；并且节能环保，有效的利用资源减少人力的浪费。本发明在供电的过程中能取得很好的使用效果。
附图说明
图1是实施例2的***结构示意图；
图2是实施例3的检测单元的结构示意图；
其中：1、发电机组；2、控制单元；3、机组输出断路器；4、双向变流器；5、储能单元；6、检测单元；7、市电电源；8、新能源微电站；9负荷。
具体实施方式
实施例1：
本实施例提出一种基于新能源微电网逆功率保护方法，包括以下步骤：
S1，实时判断市电是否断开，若是进行S2，若否，保持当前工作状态；
S2，启动发电机组供电，再判断新能源微电站的输出功率是否大于或等于负荷的消耗功率，若否，保持当前工作状态并给储能单元充电，若是，进行S3；
S3，发电机组停止供电，储能单元作为临时电源对负荷供电；
S4，判断新能源微电站的输出功率是否大于或等于负荷的消耗功率，若否，进行S5，若是，保持当前工作状态；
S5，判断储能单元的电量是否小于或等于阈值，若是，返回S2，若否，保持当前工作状态。
本实施例还提出一种基于新能源微电网逆功率保护***，适用于上述的一种基于新能源微电网逆功率保护方法，包括发电机组1、机组输出断路器3、新能源微电站8、市电电源7、负荷9和逆功率保护装置，发电机组1通过机组输出断路器3与逆功率保护装置电连接，新能源微电站8、市电电源7和负荷9分别与逆功率保护装置电连接，逆功率保护装置、新能源微电站8、市电电源7与负荷9供电连接。发电机组1和逆功率保护装置设置在应急电源车上。新能源微电站8、市电电源7和负荷9分别与逆功率保护装置电连接，此时逆功率保护装置用于采集新能源微电站8、市电电源7的发电功率以及负荷9的消耗功率。逆功率保护装置、新能源微电站8、市电电源7与负荷9供电连接，发电机组1能够通过逆功率保护装置对负荷9进行供电，同时新能源微电站8和市电电源7能够对负荷9进行供电。当逆功率保护装置采集到市电电源7功率为0时，此时市电断电，新能源微电站8也因市电断电而停止供电，逆功率保护装置闭合机组输出断路器3启动发电机组1，此时发电机组1作为备用电源，新能源微电站8逐步开始工作，当逆功率保护装置检测到新能源微电站8的发电功率小于负荷9的消耗功率时，发电机组1持续供电并且把一部分电储存在逆功率保护装置，新能源微电站8检测到电源会持续供电；当逆功率保护装置检测到新能源微电站8的发电功率大于负荷9的消耗功率时，逆功率保护装置断开机组输出断路器3，并且关闭发电机组1，此时逆功率保护装置作为临时电源被新能源微电站8检测从而能够持续供电；此后若新能源微电站8的发电功率逐步减小，小于负荷9的消耗功率后，逆功率保护装置作为临时电源供电，在检测到逆功率保护装置自身存储的电能不足时，逆功率保护装置启动发电机组1，闭合发电机组的输出断路器3，发电机组1作为临时电源供电。本发明在整个供电过程中能够有效的防止因为负荷侧的新能源微电站造成发电机组逆功率保护停机而使供电中断的发生；并且节能环保，有效的利用资源减少人力的浪费。本发明在供电的过程中能取得很好的使用效果。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上设计了一种逆功率保护装置，逆功率保护装置包括：
控制单元2，控制单元2电连接有检测单元6和双向变流器4，控制单元2与发电机组1和机组输出断路器3电连接；
检测单元6，机组输出断路器3的一端和双向变流器4的一端并接于检测单元6，检测单元6新能源微电站8、市电电源7和负荷9电连接；
双向变流器4，双向变流器4的另一端电连接有储能单元5。储能单元包括锂电池、铅酸电池和电力电容。
市电电源7断电时，当检测单元6采集到市电电源7功率为0，新能源微电站8也因市电断电而停止供电，控制单元2闭合机组输出断路器3启动发电机组1，此时发电机组1作为备用电源，新能源微电站8逐步开始工作；
检测单元6采集新能源微电站8、市电电源7的发电功率以及负荷9的消耗功率，当逆功率保护装置检测到新能源微电站8的发电功率小于负荷9的消耗功率时，发电机组1持续供电并且通过双向变流器4给储能单元5充电，把一部分电储存在逆功率保护装置，新能源微电站8检测到电源会持续供电；
检测单元6检测到新能源微电站8的发电功率大于负荷9的消耗功率时，控制单元2断开机组输出断路器3，并且关闭发电机组1，此时储能单元5作为临时电源被新能源微电站8检测从而能够持续供电；
此后若新能源微电站8的发电功率逐步减小，且小于负荷9的消耗功率后，储能单元5作为临时电源对负荷9供电，检测单元6检测到储能单元5电能不足时，控制单元2启动发电机组1，闭合发电机组的输出断路器3，发电机组1作为临时电源供电。
实施例3：
本实施例在实施例2的基础上设计了一种检测单元，参考图2，检测单元6包括开关W1、开关W2、开关W3、运算放大器Z1、运算放大器Z2、运算放大器Z3和运算放大器Z4，新能源微电站8的功率信号发出端通过开关W1连接到运算放大器Z2的正相输入端以及运算放大器Z3的反向相输入端，负荷9的功率信号发出端通过开关W2连接到运算放大器Z2的反向相输入端以及运算放大器Z3的正相输入端，市电电源7的功率信号发出端连接到运算放大器Z1的反向相输入端，运算放大器Z1的正向相输入端接有恒压V0，运算放大器Z1的输出端与开关W1、开关W2控制连接，当运算放大器Z1的输出高电平时，开关W1和开关W2关闭，当运算放大器Z1输出低电平时，开关W1和开关W2打开，运算放大器Z1的输出端连接到控制单元2，双向变流器4通过开关W3连接到运算放大器Z4的反向相输入端，运算放大器Z3的输出端与开关W3控制连接，当运算放大器Z3输出高电平时，开关W3关闭，当运算放大器Z3输出低电平时，开关W3打开，运算放大器Z4的正向相输入端接有恒压V1，运算放大器Z4的输出端连接到控制单元2，发电机组1内置启动开关W0，控制单元2与启动开关W0和机组输出断路器3控制连接，当控制单元2只接收到1个高电平或接收到2个低电平信号时，控制开关W0和机组输出断路器3打开，当控制单元2接收到1个低电平和1个高电平时，控制单元2控制开关W0和机组输出断路器3闭合。恒压V0的取值范围为0.01V到1V。恒压V1的取值范围为0.2V3到0.3V3之间，V3为储能单元5正常工作电压。
当市电电源7断开时，控制单元2控制启动开关W0和机组输出断路器3闭合，此时可判定市电电源7的功率信号发出端的电压为0，小于恒压V0，此时运算放大器Z1的输出端输出高电平，开关W1、开关W2关闭，进行下一步判断；当新能源微电站8的输出功率大于或等于负荷9实际输出功率，即新能源微电站8的功率信号发出端的电压高于负荷9功率信号发出端的电压，运算放大器Z2的输出端输出高电平到控制单元2，运算放大器Z3的输出端输出低电平，开关W3打开，而控制单元2只接收到1个高电平，控制开关W0和机组输出断路器3打开，且此时控制单元2控制双向变流器4逆变，使储能单元5作为备用电压放电，当新能源微电站8的输出功率小于负荷9实际输出功率，即新能源微电站8的功率信号发出端的电压低于负荷9功率信号发出端的电压，运算放大器Z2的输出端输出低电平到控制单元2，运算放大器Z3的输出端输出高电平，开关W3闭合，此时运算放大器Z4的反相输入端能接收储能单元5的输出电压，并判断储能单元5的输出电压和恒压V1的大小，如果储能单元5的输出电压大于恒压V1，运算放大器Z4输出低电平到控制单元2，此时控制单元2接收到2个低电平，控制单元2控制开关W0和机组输出断路器3打开，如果储能单元5的输出电压小于恒压V1，运算放大器Z4输出高电平到控制单元2，此时控制单元2接收到1个低电平和1个高电平，控制单元2控制开关W0和机组输出断路器3关闭。

Claims (8)

1.一种基于新能源微电网逆功率保护方法，其特征是，包括以下步骤：
S1，实时判断市电是否断开，若是进行S2，若否，保持当前工作状态；
S2，启动发电机组供电，再判断新能源微电站的输出功率是否大于或等于负荷的消耗功率，若否，保持当前工作状态并给储能单元充电，若是，进行S3；
S3，发电机组停止供电，储能单元作为临时电源对负荷供电；
S4，判断新能源微电站的输出功率是否大于或等于负荷的消耗功率，若否，进行S5，若是，保持当前工作状态；
S5，判断储能单元的电量是否小于或等于阈值，若是，返回S2，若否，保持当前工作状态。
2.一种基于新能源微电网逆功率保护***，适用于权利要求1所述的一种基于新能源微电网逆功率保护方法，其特征是，包括发电机组(1)、机组输出断路器(3)、新能源微电站(8)、市电电源(7)、负荷(9)和逆功率保护装置，所述发电机组(1)通过机组输出断路器(3)与逆功率保护装置电连接，所述新能源微电站(8)、市电电源(7)和负荷(9)分别与逆功率保护装置电连接，所述逆功率保护装置、新能源微电站(8)、市电电源(7)与负荷(9)供电连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于新能源微电网逆功率保护***，其特征是，所述逆功率保护装置包括：
控制单元(2)，所述控制单元(2)电连接有检测单元(6)和双向变流器(4)，所述控制单元(2)与发电机组(1)和机组输出断路器(3)电连接；
检测单元(6)，所述机组输出断路器(3)的一端和双向变流器(4)的一端并接于检测单元(6)，所述检测单元(6)新能源微电站(8)、市电电源(7)和负荷(9)电连接；
双向变流器(4)，所述双向变流器(4)的另一端电连接有储能单元(5)。
4.根据权利要求2或3所述的一种基于新能源微电网逆功率保护***，其特征是，所述发电机组(1)和逆功率保护装置设置在应急电源车上。
5.根据权利要求3所述的一种基于新能源微电网逆功率保护***，其特征是，所述储能单元包括锂电池、铅酸电池和电力电容。
6.根据权利要求3所述的一种基于新能源微电网逆功率保护***，其特征是，所述检测单元(6)包括开关W1、开关W2、开关W3、运算放大器Z1、运算放大器Z2、运算放大器Z3和运算放大器Z4，所述新能源微电站(8)的功率信号发出端通过开关W1连接到运算放大器Z2的正相输入端以及运算放大器Z3的反向相输入端，所述负荷(9)的功率信号发出端通过开关W2连接到运算放大器Z2的反向相输入端以及运算放大器Z3的正相输入端，所述市电电源(7)的功率信号发出端连接到运算放大器Z1的反向相输入端，运算放大器Z1的正向相输入端接有恒压V0，运算放大器Z1的输出端与开关W1、开关W2控制连接，当运算放大器Z1输出高电平时，开关W1和开关W2关闭，当运算放大器Z1的输出低电平时，开关W1和开关W2打开，运算放大器Z1的输出端连接到控制单元(2)，所述双向变流器(4)通过开关W3连接到运算放大器Z4的反向相输入端，所述运算放大器Z3的输出端与开关W3控制连接，当运算放大器Z3输出高电平时，开关W3关闭，当运算放大器Z3输出低电平时，开关W3打开，所述运算放大器Z4的正向相输入端接有恒压V1，运算放大器Z4的输出端连接到控制单元(2)，所述发电机组(1)内置启动开关W0，所述控制单元(2)与启动开关W0和机组输出断路器(3)控制连接，当控制单元(2)只接收到1个高电平或接收到2个低电平信号时，控制开关W0和机组输出断路器(3)打开，当控制单元(2)接收到1个低电平和1个高电平时，控制单元(2)控制开关W0和机组输出断路器(3)闭合。
7.根据权利要求6所述的一种基于新能源微电网逆功率保护***，其特征是，所述恒压V0的取值范围为0.01V到1V。
8.根据权利要求6所述的一种基于新能源微电网逆功率保护***，其特征是，所述恒压V1的取值范围为0.2V3到0.3V3之间，V3为储能单元(5)正常工作电压。
CN202110619484.8A 2021-06-03 2021-06-03 一种基于新能源微电网逆功率保护方法及*** Pending CN113541297A (zh)

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