CN203491709U - 一种提高鲁棒性的微电网***构架 - Google Patents

一种提高鲁棒性的微电网***构架 Download PDF

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Abstract

本实用新型属于新能源微电网技术领域，具体涉及一种提高鲁棒性的微电网***构架。本实用新型采用分别设置第一过充保护控制点电压参数值Vic和第二过充保护执行点电压参数值Vie的双过充控制与保护电压参数值，以及设置第一过放保护控制点电压参数值Voc和第二过放保护执行点电压参数值Voe的双过放控制与保护电压参数，微电网监控***通过控制VF双向储能逆变器使VF蓄电池组工作在电压参数值Vic和Voc的区间，使微电网***能够在监测与执行过充或过放保护性停机前，由微电网监控***通过监控通信线分别控制VF双向储能逆变器、光伏并网逆变器、风电并网逆变器、PQ双向储能逆变器、交流配电柜的供能、储能及用能的功率，达到微电网能量平衡在可靠的运行范围之内，确保了微电网***的持续运行。

Description

一种提高鲁棒性的微电网***构架
技术领域
本实用新型属于新能源微电网技术领域，具体涉及一种提高鲁棒性的微电网***构架。
背景技术
微电网是新能源电力应用的主要方式之一，由于微电网特别是离网型或独立运行的微电网或多电源发电供电***，其运行主要是靠电压源支撑微电网，而支撑单元的关键设备是双向储能逆变器为主的储能单元工作在VF模式下，不过储能单元运行在VF时，储能不受控，即不能对蓄电池组的充、放电进行控制，所以，在新能源电力微电网中，由于发电不稳定和用电的波动与变化等不可预测的因素，使得储能单元常会出现不可预知的过充或过放状况，为此现有技术采用设置单一过充保护执行点电压参数Vi和单一过放保护执行点电压参数值Voe，通过监测与执行过充或过放保护性停机的措施和方案防止储能单元发生蓄电池的过充或过放造成损伤，但是采用单一过充或过放保护性停机，会造成微电网失去支撑的电力，使现有技术的微电网***构架极为脆弱易于瘫痪。
发明内容
为了克服现有技术由于储能单元作为VF电压源运行时，因充放电不受控而造成微电网会出现不可预知停运瘫痪的严重缺陷，本实用新型提出一种提高鲁棒性的微电网***构架，包括：微电网监控***(1)、VF双向储能逆变器(2)、光伏并网逆变器(3)、风电并网逆变器(4)、交流配电柜(5)、VF蓄电池组(6)、光伏发电阵列(7)、风力发电机(8)、微电网电力线(9)、监控通信线(10)、VF储能变压器(11)、光伏升压变压器(12)、风电升压变压器(13)、用户降压变压器(14)、用户负载(15)、PQ储能变压器(16)、PQ蓄电池组(17)及PQ向储能逆变器(18)，其特征是：
由VF蓄电池组(6)连接VF双向储能逆变器(2)并通过VF储能变压器(11)接入微电网电力线(9)；
由PQ蓄电池组(17)连接PQ双向储能逆变器(18)并通过PQ储能变压器(16)接入微电网电力线(9)；
由光伏发电阵列(7)连接光伏并网逆变器(3)并通过光伏升压变压器(12)接入微电网电力线(9)；
由风力发电机(8)连接风电并网逆变器(4)并通过风电升压变压器(13)接入微电网电力线(9)；
用户负载(15)连接交流配电柜(5)并通过用户降压变压器(14)接入微电网电力线(9)；
微电网监控***(1)通过监控通信线(10)分别连接VF双向储能逆变器(2)、光伏并网逆变器(3)、风电并网逆变器(4)、PQ双向储能逆变器(18)、交流配电柜(5)。
本实用新型采用分别设置第一过充保护控制点电压参数值Vic和第二过充保护执行点电压参数值Vie的双过充控制与保护电压参数，以及设置第一过放保护控制点电压参数值Voc和第二过放保护执行点电压参数值Voe的双过放控制与保护电压参数，微电网监控***(1)通过控制VF双向储能逆变器(2)使VF蓄电池组(6)工作在电压参数值Vic和Voc的区间，并控制供能、储能及用能的功率，达到微电网能量平衡在可靠的运行范围之内，确保了微电网***的持续运行。
综上所述，通过本实用新型的一种提高鲁棒性的微电网***构架，可以简单有效地克服储能电压源不受控的缺陷，增强了VF双向储能逆变器支撑微电网的可靠性，提高了微电网的鲁棒性。
附图说明
图1为一种提高鲁棒性的微电网***构架原理示意框图。
图2为蓄电池充电放电所需时间与电压参数关系示意图。
具体实施方式
作为实施例子，结合附图对一种提高鲁棒性的微电网***构架给予说明，但是，本实用新型的技术与方案不限于本实施例子给出的内容。
附图1给出了一种提高鲁棒性的微电网***构架原理示意框图。由图所示，本实用新型提出的一种提高鲁棒性的微电网***构架，包括：微电网监控***(1)、VF双向储能逆变器(2)、光伏并网逆变器(3)、风电并网逆变器(4)、交流配电柜(5)、VF蓄电池组(6)、光伏发电阵列(7)、风力发电机(8)、微电网电力线(9)、监控通信线(10)、VF储能变压器(11)、光伏升压变压器(12)、风电升压变压器(13)、用户降压变压器(14)、用户负载(15)、PQ储能变压器(16)、PQ蓄电池组(17)及PQ双向储能逆变器(18)，其特征是：
由VF蓄电池组(6)连接VF双向储能逆变器(2)并通过VF储能变压器(11)接入微电网电力线(9)，构成电压源电储能供能接入微电网的电力路径；
由PQ蓄电池组(17)连接PQ双向储能逆变器(18)并通过PQ储能变压器(16)接入微电网电力线(9)，构成电流源储能供能接入微电网的电力路径；
由光伏发电阵列(7)连接光伏并网逆变器(3)并通过光伏升压变压器(12)接入微电网电力线(9)，构成光发电单元接入微电网的电力路径；
由风力发电机(8)连接风电并网逆变器(4)并通过风电升压变压器(13)接入微电网电力线(9)，构成风能发电单元接入微电网电力路径；
用户负载(15)连接交流配电柜(5)并通过用户降压变压器(14)接入微电网电力线(9)，构成用户用电电力路径；
微电网监控***(1)通过监控通信线(10)分别连接VF双向储能逆变器(2)、光伏并网逆变器(3)、风电并网逆变器(4)、PQ双向储能逆变器(18)、交流配电柜(5)，构成微电网监控通信链路；
其控制方法是：VF蓄电池组(6)连接VF双向储能逆变器(2)作为储能单元以电压源VF方式运行，并设定VF蓄电池组(6)第一过放保护控制点电压参数值Voc及第二过放保护执行点电压参数值Voe和第一过充保护控制点电压参数值Vic及第二过充保护执行点电压参数值Vie；
其中：Vw是VF蓄电池组(6)的当前工作电压参数，Vi为充电时VF蓄电池组(6)的Vw电压参数，Vo为放电时VF蓄电池组(6)的Vw电压参数；Vic为VF双向储能逆变器(2)对VF蓄电池组(6)的控制点电压参数值，Vie为VF双向储能逆变器(2)的保护停机执行点电压参数值；Voc为VF双向储能逆变器(2)对VF蓄电池组(6)的控制点电压参数值，Voe为VF双向储能逆变器(2)对VF蓄电池组(6)的保护停机执行点电压参数值；正如附图2蓄电池充电放电所需时间与电压参数关系示意图所示，Vt1为以当前功率放电t1时间的电量时对应的电压参数，t1时间为放电过程中控制并完成微电网能量平衡所需要的时间；Vt2为以当前功率充电t2时间的电量时对应的电压参数，t2时间为充电过程中控制并完成微电网能量平衡所需要的时间；
微电网运行时由微电网监控***(1)通过VF双向储能逆变器(2)实时监测VF蓄电池组(6)电压参数，当充电运行时Vi电压参数值达到Vic时，进行控制增加PQ双向储能逆变器(18)的充电功率以及减少光伏并网逆变器(3)与光伏发电阵列(7)、风电并网逆变器(4)与风力发电机(8)的发电供电功率；当放电运行时Vo电压参数值达到Voc时，进行控制增加PQ双向储能逆变器(18)的放电功率以及增加光伏并网逆变器(3)与光伏发电阵列(7)和风电并网逆变器(4)与风力发电机(8)的发电供电功率以及控制交流配电柜(5)减少对用户负载(15)的供电；当充电运行时电压参数值Vi＝Vie时，以及Vo=Voe时，VF双向储能逆变器(2)执行保护性停机；由此实现不可控的电压源VF模式下的VF双向储能逆变器(2)在微电网中，通过微电网监控***(1)的监控实现了充放电可控运行和极限保护的多重功能。
本实用新型采用分别设置第一过充保护控制点电压参数值Vic和第二过充保护执行点电压参数值Vie的双过充保护电压参数，以及设置第一过放保护控制点电压参数值Voc和第二过放保护执行点电压参数值Voe的双过放保护电压参数，微电网监控***(1)通过控制VF双向储能逆变器(2)使VF蓄电池组(6)工作在电压参数值Vic和Voc的区间，并使微电网***能够在监测与执行过充或过放保护性停机前，由微电网监控***(1)通过监控通信线(10)分别控制VF双向储能逆变器(2)、光伏并网逆变器(3)、风电并网逆变器(4)、PQ双向储能逆变器(18)、交流配电柜(5)的供能、储能及用能的功率，达到微电网能量平衡在可靠的运行范围之内，确保了微电网***的持续运行。

Claims (1)

1.一种提高鲁棒性的微电网***构架，包括：微电网监控***(1)、VF双向储能逆变器(2)、光伏并网逆变器(3)、风电并网逆变器(4)、交流配电柜(5)、VF蓄电池组(6)、光伏发电阵列(7)、风力发电机(8)、微电网电力线(9)、监控通信线(10)、VF储能变压器(11)、光伏升压变压器(12)、风电升压变压器(13)、用户降压变压器(14)、用户负载(15)、PQ储能变压器(16)、PQ蓄电池组(17)及PQ双向储能逆变器(18)，其特征是：
由VF蓄电池组(6)连接VF双向储能逆变器(2)并通过VF储能变压器(11)接入微电网电力线(9)；
由PQ蓄电池组(17)连接PQ双向储能逆变器(18)并通过PQ储能变压器(16)接入微电网电力线(9)；
由光伏发电阵列(7)连接光伏并网逆变器(3)并通过光伏升压变压器(12)接入微电网电力线(9)；
由风力发电机(8)连接风电并网逆变器(4)并通过风电升压变压器(13)接入微电网电力线(9)；
用户负载(15)连接交流配电柜(5)并通过用户降压变压器(14)接入微电网电力线(9)；
微电网监控***(1)通过监控通信线(10)分别连接VF双向储能逆变器(2)、光伏并网逆变器(3)、风电并网逆变器(4)、PQ双向储能逆变器(18)、交流配电柜(5)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111521899A (zh) * 2020-05-28 2020-08-11 富能宝能源科技有限公司 对拖架构的微电网及储能***的验证平台及方法

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